CN100419296C - 动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种动力传递装置，其能减小部件数目、简化结构，降低制造成本，且相对于所能传递的力矩减小该装置尺寸。根据本发明，提供一种动力传递装置，包括离合器外壳(2)、离合器元件(4)、压板(5)和止动部分(5b)，每个止动部分都装在离合器元件(4)内周面上的凹槽(4a)内以限制压板(5)的转动，输入到齿轮(1)的转动力通过驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的压力接触或松开而传递到轴(3)上或从其上断开，其特征在于止动部分(5b)和凹槽(4a)设有用于增大驱动和从动离合器片(6，7)之间压力接触力的压力接触辅助凸轮，或用于松开驱动和从动离合器片(6，7)之间连接的扭力回转限制凸轮。

Description

动力传递装置
技术领域
本发明涉及一种动力传递装置，用于随意地把输入元件的转动力传递到输出元件或从输出元件上断开。
背景技术
通常，用于四轮驱动车辆的动力传递装置能把发动机和变速器的驱动力传递到后轮，以及随意地传递到前轮，因此，可以随意地选择两轮驱动模式或四轮驱动模式，在两轮驱动模式中，向前轮的动力传递被切断，在四轮驱动模式中，能实现向前轮的动力传递。这种动力传递装置具有：输入元件，该输入元件与发动机和变速器相连接；输出元件，该输出元件可选择地与所选择的从动轮(例如前轮)相连接；和一些离合器元件，这些离合器元件与输出元件相连接，能通过压力接触安装在输入元件上的多个驱动离合器片和安装在离合器元件上的多个从动离合器片传递动力，并能通过松开这些离合器片来切断该动力传递。
在现有技术中(例如日本特开专利公开No.150517/1990)公开了一种技术，其将一些凸轮元件设置在用作输出元件的输出轴附近，用于在动力传递期间提供压力接触辅助功能以增加驱动离合器片和从动离合器片的压力接触力，并在输出元件的转动速度超过输入元件的转动速度时提供扭力回转限制功能以松开输入和输出侧的离合器片。根据该现有技术中的这种动力传递装置，凸轮元件被设置在轴和离合器元件之间，从而使得压板(在所引用的对比文献中被称作“离合器压板”)可朝着这样一个方向运动，即，沿这个方向，在动力传递期间两离合器片被强有力地压力接触，而相反，当引起扭力回转时，压板朝着松开两离合器片的相反方向运动。
然而，在现有技术的动力传递装置中，由于起到压力接触辅助装置和扭力回转限制器功能的凸轮元件被设置在作为输出元件的轴附近，因此，存在这样的问题：施加到凸轮元件的凸轮表面上的表面压力会过载。因此，需要利用具有高刚度的材料例如用锻造件来制造凸轮元件，使凸轮元件具有足够抵抗过载的耐用性，这样就会增大整个动力传递装置的成本。此外，增加凸轮元件会使构成这种动力传递装置的部件数目增多，从而会降低组装这种复杂装置的可加工性，这又会进一步增大制造成本。
此外，在现有技术的这种动力传递装置中，设置有一些止动部分，在压板安装在离合器元件上的状态下，这些止动部分用于防止压板相对于离合器元件进行转动。这些止动部分被设置成从压板突出，并且被装配到形成在离合器元件的内周壁上的凹槽内，以便限制压板相对于离合器元件的转动。此外，离合器元件的外周面设置有一些花键，用于与从动离合器片配合。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种动力传递装置，这种动力传递装置能减少装置的部件数目、简化装置结构，从而能降低装置的制造成本，并且相对于传递力矩的能力而言还能减小装置的尺寸。
为了实现本发明的上述目的，本申请人考虑到了在一些部分处提供压力接触辅助功能和扭力回转限制功能，其中，在这些部分处以传统方式形成离合器的凹槽和离合器元件与从动离合器片之间的装配部分。
实现发明目的的方式
根据本发明的第一方案，提供了一种动力传递装置，它包括：离合器外壳，该离合器外壳能与输入元件一起转动，并且具有多个驱动离合器片；以及离合器元件，该离合器元件与输出元件相连接，并且具有多个从动离合器片，所述从动离合器片交错地设置在离合器外壳的驱动离合器片之间；其中，通过驱动离合器片和从动离合器片之间的压力接触或松开就能把输入到输入元件的转动力传递到输出元件上或从输出元件上断开，其特征在于：所述离合器元件设置有压力接触辅助凸轮，当允许把输入到输入元件的转动力传递到输出元件时，所述压力接触辅助凸轮用于增大驱动离合器片和从动离合器片之间的压力接触力，或者所述离合器元件设置有扭力回转限制凸轮，当输出元件的转动速度超过输入元件的转动速速时，所述扭力回转限制凸轮用于松开驱动离合器片和从动离合器片之间的连接。
根据本发明的第二方案，提供了一种根据上述第一方案所述的动力传递装置，它还包括：压板，该压板安装在离合器元件上并且能沿着离合器元件的轴向方向运动，以便通过相对于离合器元件的轴向运动来实现驱动离合器片和从动离合器片的压力接触或松开；以及一些止动部分，这些止动部分从压板突出，并且被装配在离合器元件的内周面的凹槽内，用于限制所述压板相对于离合器元件的转动；其中，离合器元件上的这些凹槽和装配在这些凹槽内的止动部分设置有压力接触辅助凸轮或者设置有扭力回转限制凸轮，当输入到输入元件的转动力能被传递到输出元件时，所述压力接触辅助凸轮就用于使压板朝着离合器元件运动，以便增大驱动离合器片和从动离合器片之间的压力接触力，当输出元件的转动速度超过输入元件的转动速度时，所述扭力回转限制凸轮用于使压板朝着离开离合器元件的方向运动，以便松开驱动离合器片和从动离合器片之间的连接。
根据本发明的第三方案，提供了一种根据上述第一方案所述的动力传递装置，其中，压力接触辅助凸轮和扭力回转限制凸轮被设置在装配有从动离合器片的离合器元件的装配部分处。
根据本发明的第四方案，提供了一种根据上述第三方案所述的动力传递装置，其中，离合器元件的装配部分是由与离合器元件分开的元件构成的，并且该元件的刚度大于离合器元件的刚度。
根据本发明的第五方案，提供了一种根据上述第一方案所述的动力传递装置，其中，对压力接触辅助凸轮或扭力回转限制凸轮中的至少一个进行表面处理，以便提高耐磨性和耐用性。
发明效果
根据本发明的第一方案，由于设置有凹槽或装配部分的离合器元件被赋予了压力接触辅助功能和扭力回转限制功能，因此，可以无需任何新的附加部件例如凸轮元件等，从而降低了制造成本，减小了部件数目以及装置的尺寸。
根据本发明的第二方案，由于常规的凹槽和止动部分被赋予了压力接触辅助功能和扭力回转限制功能，因此，可以无需任何新的附加部件例如凸轮元件等，从而降低了制造成本，减小了部件数目以及装置的尺寸。
根据本发明的第三方案，由于离合器元件和从动离合器片之间的装配部分被赋予了压力接触辅助功能和扭力回转限制功能，因此，可以随着从动离合器片数目的增加而增大相对于驱动离合器片的压力接触力或松开力。
根据本发明的第四方案，由于离合器元件的装配部分是由这样的元件制成的，即，该元件与离合器元件分开，并且该元件的刚度大于离合器元件的刚度，因此，尽管一偏置荷载被施加到所述装配部分上，但仍可以提高该装置的耐用性。
根据本发明的第五方案，由于对压力接触辅助凸轮或扭力回转限制凸轮中的至少之一进行表面处理，以提高耐磨性和耐用性，因此可以获得良好的凸轮作用，从而可延长这种动力传递装置的使用寿命。
附图说明
从下面的描述并结合附图，就可以更好地理解本发明的其它优点和特征，在这些附图中：
图1是本发明第一实施例中的动力传递装置的纵向剖面图；
图2是从图1中箭头A方向看的示意图，表示出了止动部分和凹槽的附近区域；
图3是本发明第二实施例的动力传递装置的纵向剖面图；
图4是从图3中的箭头B方向看的示意图，表示出了离合器元件和从动离合器片之间的装配部分；
图5是本发明的动力传递装置中所用的从动离合器片的平面图；以及
图6是本发明的另一个实施例的动力传递装置中所用的离合器元件和从动离合器片的立体图。
具体实施方式
本发明第一实施例的动力传递装置安装在车辆上，例如四轮驱动车辆，以便随意地向前轮传递或从前轮切断发动机和变速器的驱动力。如图1所示，本发明的动力传递装置包括：离合器外壳2，在该离合器外壳上安装有作为输入元件的齿轮1；离合器元件4，该离合器元件与作为输出元件的轴3相连接；压板5，该压板被安装在离合器元件4的右端(见图1)；驱动离合器片6，这些驱动离合器片与离合器外壳2相连接；和从动离合器片7，这些离合器片7与离合器元件4相连接。
齿轮1在从发动机传递来的驱动力(转动力)的作用下围绕着轴3转动，该齿轮1通过铆钉8等与离合器外壳2相连。离合器外壳2是圆筒壳元件，其右端是敞开的，并且在离合器外壳的内周面上设置有多个驱动离合器片6。每个驱动离合器片6都被制造成基本上呈环形的板元件，并且与离合器外壳2一起转动。
离合器元件4被制造成右端敞开的圆筒形壳元件，并且适于容纳在离合器外壳2内。轴3穿过离合器元件4的中央，并且轴3通过花键连接被连接到离合器元件4上，从而能被离合器元件4转动。在离合器元件4的外周面上设置有轴向延伸的花键，从动离合器片7被装配在这些花键上。
这些从动离合器片7与驱动离合器片6交替设置，从而使得相互邻近的离合器片6和7能进行压力接触或松开。也就是说，离合器片6和7都可以沿着离合器元件4的轴向滑动，从而当被压板5朝左方向(见图1)推动时，这些离合器片6和7相互压力接触，从而能把转动力传递到离合器元件4和轴3。相反，当松开压板5的压力时，这些离合器片也相互松开，从而使得离合器元件4不能随着离合器外壳2的转动而转动，于是离合器元件4停止，这样动力不能被传递到轴3上。
在这种情况中，应当注意到，离合器片6和7的“松开”是指压力接触消失、且因此离合器元件4不能随着离合器外壳2的转动而转动的这样一种情况(即，驱动离合器片6在从动离合器片7上滑动的情况)，从而，无论离合器片6和7之间是否具有间隙，离合器元件4都不能随着离合器外壳2的转动而转动。
压板5基本上呈圆盘形状，它封闭离合器元件4的开口(右端)，并且在正常情况下被离合器弹簧S朝左方向推压。也就是说，通过设置在凸台部4b和螺栓B的头部之间的离合器弹簧S来实现压板5的推压，其中凸台部4b从离合器元件4突出并且延伸穿过压板5，螺栓B被拧入所述凸台部4b内。
这样，压板5的周边部分5a邻接最右边的离合器片7，且离合器片6和7在离合器弹簧S的作用下通常处于相互压力接触的状态。因此，离合器外壳2和离合器元件4通常保持在连接状态，从而，当转动力被输入到齿轮1时，齿轮1能转动所述轴3。
然而，当车辆司机通过操作使推杆9向右(图1)运动时，驱动离合器片6和从动离合器片7之间的压力接触力就能被松开，从而使压板5克服离合器弹簧S的推力而向右运动。当驱动离合器片6和从动离合器片7之间的压力接触力被松开时，输入到齿轮1和离合器外壳2的转动力就被切断，从而转动力不会被传递到轴3。也就是说，通过推杆9和压板5的轴向运动就能实现离合器片6和7之间的压力接触或松开。
压板5设置有多个止动部分5b，这些止动部分5b从压板5突出并用于限制压板5相对于离合器元件4的转动。每个止动部分5b都呈突起状，并且装配在离合器元件4内周面上的凹槽4a内，以便限制压板5和离合器元件4之间的相对转动。
参照图2，止动部分5b和凹槽4a被设置成相对于离合器元件4的轴线(相对于图2中的水平线)成一预定倾角α。具体地，每个止动部分5b具有凸轮表面5ba和5bb，这些凸轮表面的倾角为α，且每个凹槽4a具有凸轮表面4aa和4ab，这些凸轮表面4aa和4ab分别与凸轮表面5ba和5bb相对应。在这些凸轮表面中，凸轮表面5bb和4ab形成压力接触辅助凸轮，凸轮表面5ba和4aa形成扭力回转限制凸轮。
在输入到齿轮1和离合器外壳2的转动力通过离合器元件4被传递到轴3的情况下，由于图2中箭头“a”所示方向的转动力被施加到离合器元件4上，因此，在压力接触辅助凸轮的凸轮作用下，压板5朝着箭头“c”所示方向运动。这样，驱动离合器片6和从动离合器片7之间的压力接触力就能增大。
另一方面，当轴3的转动速度超过齿轮1和离合器外壳2的转动速度而在箭头“b”所示方向上产生扭力回转时，压板5就朝着箭头“d”所示方向运动，从而使驱动离合器片6和从动离合器片7松开。因此就可以避免由扭力回转所造成的动力传递装置或动力单元(例如发动机)发生故障。
根据本发明，由于压力接触辅助凸轮或扭力回转限制凸轮分别被设置在离合器元件4内周壁上的凹槽4a和止动部分5b处，因此，可以减小施加到凸轮表面的表面压力，因此于现有技术相比避免了向凸轮表面施加过大的荷载，而在现有技术中，具有这种功能的凸轮元件设置在轴3附近。于是，就可以无需任何新的例如由锻造元件制成的附加部件，从而也就降低了制造成本，减少了部件的数目。此外，就动力传递装置的可传递力矩而言，还可以减小动力传递装置的尺寸(即，可减小尺寸/可传递力矩的比率)。
根据本发明的动力传递装置，仅仅通过改变现有技术的止动部分和用于接收止动部分的凹槽的结构，就能获得压力接触辅助功能和扭力回转限制功能。此外，由于现有技术中的止动部分也具有防止压板5转动的功能且止动部分被做成具有相当高的刚度，因此，无需采用其它工序来增强刚度。于是，能将本发明容易地应用于现有技术的动力传递装置。
此外为了提高耐磨性和耐用性，优选地是，对形成压力接触辅助凸轮的凸轮表面5bb和4ab进行表面处理，并对形成扭力回转限制凸轮的凸轮表面5ba和4aa进行表面处理。表面处理可包括镀铬和阳极氧化物涂覆等。这种表面处理能改善凸轮表面的可滑动性，以便实现良好的凸轮作用，并且能防止在凸轮表面上产生磨损，从而能延长动力传递装置的使用寿命。
尽管可以对整个离合器元件4和压板5进行表面处理，但是，只对凸轮表面进行表面处理就足够了。此外，也可以对压力接触辅助凸轮或扭力回转限制凸轮中的其中一个进行表面处理。
下面将描述本发明的第二实施例。
与第一实施例相类似，第二实施例的动力传递装置安装在车辆上，例如四轮驱动车辆，用于随意地把发动机和变速箱的驱动力传递到前轮上或从前轮上切断开。如图3所示，本发明的动力传递装置包括：齿轮(输入元件)1；离合器外壳2；轴(输出元件)3；离合器元件4；压板5等，且驱动离合器片6与离合器外壳2相连接，从动离合器片7与离合器元件4相连接。那些与第一实施例中相同的结构元件由与第一实施例中相同的附图标记来表示，并且在此不再对这些结构元件进行详细描述。
如图4所示，离合器元件4和从动离合器片7之间的装配部分是由安装在外周壁上的一些钢制定位销10形成的，每个定位销10都被设置成相对于离合器元件4的轴线成预定的倾角α。每个从动离合器片7设置有一些凹口7a，如图5所示，定位销10就装配在这些凹口7a内，从而当离合器元件4转动时，每个从动离合器片7就被这些定位销10驱动和转动。
由于定位销10被设置成具有预定的倾角α，因此，它的倾斜表面10a就形成了压力接触辅助凸轮，而另外的倾斜表面10b就形成了扭力回转限制凸轮。也就是说，在输入到齿轮1和离合器外壳2的转动力通过离合器元件4被传递到轴3的情况下，由于图4中箭头“a”所示方向的转动力被施加到离合器元件4上，因此在压力接触辅助凸轮的凸轮作用下，从动离合器片7朝着箭头“c”所示方向(与压板5的推力方向相同的方向)运动。因此，驱动离合器片6和从动离合器片7之间的压力接触力就能增大。
另一方面，当轴3的转动速度超过齿轮1和离合器外壳2的转动速度而在箭头“b”所示方向上产生扭力回转时，压板5就朝着箭头“d”所示方向(与压板5的推力方向相反的方向)运动，从而使驱动离合器片6和从动离合器片7松开。于是就可以避免由扭力回转所造成的动力传递装置或动力单元(例如发动机)发生故障。
根据第二实施例，由于设置在离合器元件4外周壁的装配部分(定位销10)形成有压力接触辅助凸轮和扭力回转限制凸轮，因此，即使与两凸轮表面都被设置在离合器元件4的内周壁上的第一实施例相比，该第二实施例也可以进一步减小作用到凸轮表面上的表面压力，从而能更有效地避免施加过大的荷载。实现这一点只需通过提供定位销10不采用现有技术中的花键即可。因此，就可以无需任何新的例如由锻造元件制成的附加部件，从而降低了制造成本，减少了部件的数目。与第一实施例相类似，就动力传递装置的可传递力矩而言，还可以减小动力传递装置的尺寸(即，可减小尺寸/可传递力矩的比率)。
此外，根据第二实施例，由于其上装配有从动离合器片7的装配部分是由钢制成的，因此，尽管从从动离合器片7(具体从凹口7a)向装配部分施加了偏置荷载，但该装配部分仍具有足够的强度，从而可以提高动力传递装置的耐用性。这些定位销10可以由钢以外的其它任何材料来制造，只要定位销10的刚度比离合器元件4的刚度大即可。与第一实施例相类似，优选地是，对定位销10的倾斜表面10a和10b进行表面处理，以改善其耐磨性和耐用性。当然，也可以对整个定位销10进行这样的表面处理。
尽管在第二实施例中，离合器元件4和从动离合器片7之间的装配部分是由与离合器元件4分开的独立元件(即销10)来形成的，但是，所述装配部分也可以形成为许多花键L，这些花键L形成在离合器元件4的外周壁上并与该外周壁成一个整体，并且这些花键具有预定的倾角α，如图6所示。通过每个花键L和形成在从动离合器片7’上的凹口7’a的接合，其中一个倾斜表面L1(L2)就用作压力接触辅助凸轮，而另一个倾斜表面L2(L1)就用作扭力回转限制凸轮。与前面的实施例相类似，在这种情况中，优选地是对构成压力接触辅助凸轮的一个倾斜表面L1和构成扭力回转限制凸轮的另一个倾斜表面L2进行表面处理。当然，也可以对包括花键L的整个离合器元件4进行表面处理。
尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但是本发明并不局限于这里所作的描述。例如，在第一实施例中，可以设置具有凸轮表面5bb与4ab的压力接触辅助凸轮或具有凸轮表面5ba与4aa的扭力回转限制凸轮的其中一个。也就是说，在只设置有压力接触辅助凸轮的情况下，可通过一壁表面(轴向延伸(即水平延伸)的壁表面)来形成凸轮表面5ba和4aa，所述壁表面基本上从其底部无倾斜地沿竖直方向直立着，而在只设置有扭力回转限制凸轮的情况下，可通过一壁表面来形成凸轮表面5bb和4ab，所述壁表面基本上从其底部无倾斜地沿竖直方向直立着。
在第二实施例中，可以用具有矩形截面形状的定位销来代替所述定位销10。然而，必须使从动离合器片7的凹口形状与定位销的形状相同。本发明的动力传递装置能应用于多片离合器式动力传递装置，该多片离合器式动力传递装置除了四轮驱动车辆以外可用于三轮或四轮车、多用途机器等。
工业实用性
本发明的动力传递装置能被用于具有不同外形结构或其它功能的动力传递装置，只要这些动力传递装置所具有的离合器元件都设置有压力接触辅助凸轮或扭力回转限制凸轮。

Claims (5)

1. 一种动力传递装置，包括：离合器外壳(2)，该离合器外壳可与输入元件(1)一起转动，并且具有多个驱动离合器片(6)；以及离合器元件(4)，该离合器元件与输出元件(3)相连接，并且具有多个从动离合器片(7)，所述从动离合器片(7)被交错地设置在离合器外壳(2)的驱动离合器片(6)之间；其中，通过驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的压力接触或松开就能把输入到输入元件(1)的转动力传递到输出元件(3)上或从输出元件(3)上断开，其特征在于：所述离合器元件(4)设置有压力接触辅助凸轮(4ab)或扭力回转限制凸轮(4aa)，当要把输入到输入元件(1)的转动力传递到输出元件(3)时，所述压力接触辅助凸轮(4ab)用于增大驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的压力接触力，当输出元件(3)的转动速度超过输入元件(1)的转动速度时，所述扭力回转限制凸轮(4aa)用于松开驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的连接。
2. 根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，还包括：压板(5)，该压板被安装在离合器元件(4)上，并且可沿着离合器元件(4)的轴向方向运动，以便通过相对于离合器元件(4)的轴向运动来实现驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)的压力接触或松开；以及一些止动部分，这些止动部分从压板(5)突出，并且被装配在离合器元件(4)的内周面的凹槽(4a)内，用于限制所述压板(5)相对于离合器元件(4)的转动；其中，形成在离合器元件(4)上的凹槽(4a)和装配在这些凹槽(4a)内的止动部分(5b)设置有压力接触辅助凸轮(4ab，5bb)或设置有扭力回转限制凸轮(4aa，5ba)，当要把输入到输入元件(1)的转动力传递输出元件(3)时，所述压力接触辅助凸轮(4ab，5bb)使压板(5)朝着离合器元件(4)运动，以便增大驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的压力接触力，当输出元件(3)的转动速度超过输入元件(1)的转动速度时，所述扭力回转限制凸轮(4aa，5ba)使压板(5)朝着离开离合器元件(4)的方向运动，以便松开驱动离合器片(6)和从动离合器片(7)之间的连接。
3. 根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述压力接触辅助凸轮(4ab)和扭力回转限制凸轮(4aa)形成在装配有从动离合器片(7)的离合器元件(4)的装配部分处。
4. 根据权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，所述离合器元件(4)的装配部分是由与离合器元件(4)分开的元件(10)构成的，并且元件(10)所具有的刚度要大于离合器元件(4)的刚度。
5. 根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，所述压力接触辅助凸轮(4ab，5bb)或扭力回转限制凸轮(4aa，5ba)中的至少一个被进行表面处理，以提高耐磨性和耐用性。
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