CN101532543B - 离合器致动器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种离合器致动器。该离合器致动器构成为在蜗轮通过电动机转动的情况下改变作用到离合器上的操作力。该离合器致动器可以包括设有可转动的蜗杆轴的电动机，沿蜗杆轴的外圆周形成的螺纹；设有与螺纹啮合的蜗轮齿轮以及凸轮凹部的蜗轮；安装到蜗轮上的操作杆，所述操作杆构成为啮合或释放离合器；和/或布置在凸轮凹部内、并且构成为将弹力作用到蜗轮上的可转动的操作单元。本申请还描述了一种使用离合器致动器的方法。

Description

离合器致动器

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2008-0022906的优先权和权益，其全部内容在此结合作为参考。

技术领域

本发明涉及一种离合器致动器。更特别地，本发明涉及一种通过由电动机转动的蜗轮改变作用到离合器中的操作力的离合器致动器。

背景技术

通常，用于手动变速箱的离合器致动器使用液压来控制离合器的啮合与释放。传统的离合器致动器通常包括离合器摩擦片、离合器盖、离合器叉、操作缸、主缸和离合器踏板。

离合器叉通过与离合器盖和离合器摩擦片的接触或释放而使离合器盖与离合器摩擦片相互啮合或释放。离合器摩擦片与离合器盖因此摩擦地啮合，从而作用到离合器盖上的转矩被传递到离合器摩擦片上。即，在离合器摩擦片与离合器盖紧密接触的情况下，离合器盖的转矩通过摩擦力被传递到离合器摩擦片上。当离合器摩擦片与离合器盖分开时，离合器摩擦片与离合器盖分别地转动。

离合器叉使离合器盖与离合器摩擦片紧密地接触或者将离合器盖与离合器摩擦片分开，从而啮合或释放离合器。离合器叉由操作缸操作。主缸产生供给到操作缸的液压，并且安装在离合器踏板与操作缸之间。因此，当驾驶员推动离合器踏板时，主缸产生液压并且将液压供给至操作缸而使离合器摩擦片和离合器盖接触。

这样的致动器主要用于手动变速箱。然而，由于其控制困难，手动变速箱的使用在减少。相反地，双离合器变速箱(DCTs)或自动手动变速箱(AMTs)的使用在增加。在双离合器变速箱和自动手动变速箱中，离合器由电信号控制。因此，在这样的情况下，压力操作的离合器致动器难以适用。

背景技术部分中公开的信息仅仅是为了增加对本发明的总体背景的理解而不应该作为确认或任意形式的暗示，即这些信息构成了对本领域技术人员已经是公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及一种离合器致动器，其包括设有可转动的蜗杆轴的电动机，沿蜗杆轴的外圆周形成的螺纹；设有与螺纹啮合的蜗轮齿轮以及凸轮凹部的蜗轮；安装到蜗轮上的操作杆，所述操作杆构成为啮合或释放离合器；和/或布置在凸轮凹部内、并且构成为将弹力作用到蜗轮上的可转动的操作单元。

凸轮凹部可以构成为当蜗轮转动时通过操作单元作用到蜗轮上的弹力维持在预定范围内。

操作单元可以包括布置为彼此平行的至少两个支承杆，沿支承杆的预定方向作用弹力的至少两个弹性构件，连接到支承杆的第一端的可转动连接部分，安装在接收来自弹性构件的弹力的支承杆的各个第二端的至少两个座，和/或布置在凸轮凹部中、并且构成为将弹性构件的弹力作用到蜗轮上的连接至少两个座的第一棍子。

操作单元还可以包括布置为基本上彼此平行的至少两个支承杆，通过支承杆沿预定方向作用弹力的至少两个弹性构件，连接到支承杆端部的可转动连接部分，安装支承杆的各个第二端部并且接收来自弹性构件的弹力至少两个座，布置在凸轮凹部中、并且构成为将弹性构件的弹力作用到蜗轮上的连接至少两个座的第一棍子，和/或从连接部分延伸到第一棍子的轨道。

弹性构件可以是盘簧，并且每个盘簧可以围绕一个支承杆盘绕。凸轮凹部可以构成为当蜗轮转动时将盘簧的长度维持在预定长度范围内。弹性构件可以是盘簧，并且每个盘簧可以围绕一个支承杆盘绕。凸轮凹部可以构成为当蜗轮转动时将盘簧的长度维持在预定长度范围内。

用于将操作单元在轨道上导向的第二辊子可以安装在凸轮凹部的一个表面上。任意上述支承杆可以是伸缩缸(telescoping cylinder)从而其长度可以变化。任意上述支承杆可以包括可滑动地布置在外杆中的内杆。

从在此结合的附图，以及一起解释本发明的某些原理的以下的本发明的具体实施方式中，本发明的方法和装置的其它的特征和优点将会变得显而易见或更详细地进行说明。

附图说明

图1是根据本发明的各个方面的示例性离合器致动器的内部的透视图。

图2是在图1的离合器致动器中使用的操作单元的透视图。

图3是在图1的离合器致动器中使用的蜗轮的透视图。

图4是根据本发明的各个方面的另一示例性离合器致动器的透视图。

图5是在图4的离合器致动器中使用的蜗轮的透视图。

图6是在图4的离合器致动器中使用的操作单元的透视图。

图7是示出了根据本发明的各个方面的图1与图4的离合器致动器的操作的示意图。

具体实施方式

现在将说明本发明各个实施例的细节，各个实施例的例子在附图中示出并且在下文中说明。尽管将结合示例性实施例说明本发明，应当理解该说明并不旨在将本发明限制为那些示例性实施例。相反地，本发明不仅旨在覆盖示例性实施例，而且覆盖包含在由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换，修改，等同形式以及其它实施例。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例的离合器致动器包括壳体10以及电动机20。蜗轮30、操作杆70和操作单元50安装在壳体10中。

电动机20接收来自控制单元22的电信号并且转动蜗杆轴40。螺纹42(例如，见图4)沿蜗杆轴40的外圆周设置。控制单元基于诸如车辆速度与发动机转速的行车条件产生用于控制离合器的操作的电信号。控制单元22将电信号传递至电动机20作为电动机20的控制信号。电动机可以是直流电动机或步进电机。此外，电动机20可以安装在壳体10中或在壳体10的外部。在电动机20安装在壳体10的外部的各个实施例中，蜗杆轴40穿过壳体10。蜗杆轴40与蜗轮30啮合。

如图3所示，蜗轮30具有扇形形状并且通过轴38转动地安装到壳体10上。蜗轮齿轮36沿蜗轮30的外圆周设置并且与蜗杆轴40的螺纹42啮合。当电动机20转动时，蜗轮30绕基本上垂直于蜗杆轴40的轴38转动。此外，接收部分32设置在蜗轮齿轮36的相对侧上，并且操作杆70安装在接收部分32中。凸轮凹部34沿蜗轮30的径向设置。在下文中将更详细地说明凸轮凹部34的形状。

操作杆70安装在蜗轮30的接收部分32中，并且操作杆70的一端穿过壳体10并且直接地或经由离合器叉74连接到另外的传统的离合器盖72上。

如图2所示，操作单元50包括支承杆56、弹性构件54、连接部分60、座52和第一辊子58。

在各个实施例中，为了安装第一辊子58，可以设置至少两个支承杆56，并且在各个实施例中，至少两个支承杆56基本上彼此平行。第一辊子58安装在两个平行的支承杆56之间。每个支承杆56可以形成为双缸或伸缩缸，从而支承杆的长度可以变化。每个杆可以包括可滑动地插入布置在外缸内的内缸，其穿过外缸，并且沿其长度方向移动，从而支承杆56的长度可以变化。

弹性构件54在预定方向作用弹力，例如，在与支承杆56的长度方向或纵轴平行的方向上。弹性构件54可以是盘簧，并且盘簧可以围绕支承杆56盘绕。

连接部分60连接到支承杆56的一端上(例如，外缸上)，并且可转动地安装在壳体10上。

座52安装在支承杆56的另一端上，例如，内缸上。安装在座52与连接部分60之间的弹性构件54作用弹力至座52上。由于座52的直径比弹性构件54大，弹性构件54作用弹力到座52上，并且座52通过弹性构件54的弹力可以沿支承杆56的长度移动或滑动。

第一辊子58将至少两个座52彼此连接。第一辊子58由压力销59可转动地支承，并且压力销59的各个端部被固定到座52上。因此，弹性构件54的弹力通过座52被传递到第一辊子58上。

此外，第一辊子58安装在凸轮凹部34中并且通过凸轮凹部34导向。即，当蜗轮30转动时，操作单元50围绕连接部分60转动。第一辊子58通过凸轮凹部34导向并且将弹性构件54的弹力作用到蜗轮30上。可以选择弹簧54与凸轮凹部34的长度，从而当蜗轮30转动时预定范围的弹力(即，按需要选择的力)被作用到蜗轮30上。在弹性构件54是盘簧的各个实施例中，凸轮凹部34可以构造为当蜗轮30转动时盘簧的长度维持在预定长度范围内。当盘簧的长度在预定长度范围内时，离合器可以通过盘簧的弹力啮合。将会理解，基于各个参数可以容易地确定预定长度范围。

参照图4至图6，将在下文中说明根据本发明的另一示例性实施例的离合器致动器。根据本发明的其他各个实施例的离合器致动器的结构与如上所述的离合器致动器的结构类似，并且各个部件与图1-3所示的致动器的结构相同。因此，相同的附图标记用于相同的组成元件，并且将要省略其说明。

如图4至图6所示，根据本发明的各个方面的可替换的示例性的离合器致动器包括壳体10、电动机20、蜗轮30’、操作杆70和操作单元50’。由于示例性实施例的壳体10、电动机20和操作杆70与如上所述的壳体10、电动机20和操作杆70类似，其详细说明将要被省略。

蜗轮30’具有扇形形状并且通过轴38可转动地安装到壳体10上。蜗轮齿轮36沿蜗轮30’的外圆周设置并且与蜗杆轴40的螺纹42啮合。此外，接收部分32形成在蜗轮齿轮36的相对侧上，并且操作杆70安装在接收部分32中。此外，凸轮凹部34’沿蜗轮30’的径向设置，并且第二辊子33设置在凸轮凹部34’的一个表面处。第二辊子33可转动地安装到壳体10上。

操作单元50’包括支承杆56(例如，见图2)、弹性构件54、连接部分60’、座52’、第一辊子58和轨道62。支承杆56和弹性构件54可以与如上所述的类似或相同。

连接部分60’可以连接到支承杆56的一端上(例如，外缸上)，并且可转动地安装到壳体10上。

座52’可以布置为基本上彼此平行，并且可以形成为双缸或伸缩缸，从而其长度可以变化。

弹性构件54在预定方向上作用弹力，例如，在与支承杆56的长度方向或纵轴基本平行的方向上。弹性构件54可以是盘簧，并且盘簧可以围绕支承杆56盘绕。

连接部分60’连接到支承杆56的一端上(例如，外缸上)，并且可转动地安装在壳体10上。

座52’安装在支承杆56的另一端上(例如，内缸上)，并且座52’通过弹性构件的弹力可以沿支承杆56的长度移动。座可以具有各种形状，例如，球形或圆筒形形状。

第一辊子58将至少两个座52’彼此连接。第一辊子58由压力销59可转动地支承，压力销59的端部被固定到座52’上。

此外，第一辊子58安装在凸轮凹部34’中并且通过凸轮凹部34’导向。当蜗轮30’转动时，操作单元50还围绕连接部分60’转动。此时，第一辊子58通过凸轮凹部34’导向并且将弹性构件54的弹力作用到蜗轮30’上。在这种情况下，凸轮凹部34’配置为在蜗轮30’转动时预定范围的弹力被作用到蜗轮30上。如果弹性构件54是盘簧，则凸轮凹部34’构造为当蜗轮30’转动时盘簧的长度维持在预定长度范围内。根据本发明的各个实施例，第二辊子33设置在操作单元50’的凸轮凹部34’中。与第二辊子33相对的凸轮凹部34’的表面是弧形的并且与第一辊子58相接触。因此，当操作单元50’转动时，盘簧可以维持为具有恒定长度。

轨道62从连接部分60’延伸至第一辊子58。当操作单元50’安装到凸轮凹部34’中时，第二辊子33在轨道62上滑动并且为操作单元50’导向。

参照图7，将在下文中说明如上所述的根据本发明的示例性实施例的离合器致动器的操作。

参照图7，其是用于解释根据本发明的示例性实施例的离合器致动器的操作的示意图。

如图7所示，假定从轴38至座52的距离表示为R1，弹性构件54的弹力表示为L2，方向L2与R1之间的角度表示为θ1，以及从轴38至操作杆70之间的距离在初始状态表示为x，操作杆的力L1由等式1表示。假定方向L1与x之间的角度是直角。等式(1)L1＝L2*R1*sinθ1/x

在该状态下，如果操作电动机20并且转动蜗轮30、30’，操作单元50、50’沿凸轮凹部34、34’转动。此外，凸轮凹部34、34’构成为当蜗轮30、30’转动时将弹性构件54的弹力L2维持在预定范围内。假定从轴38至座52的距离表示为R2，并且在蜗轮30、30’转动至极限的状态下方向L2与R2之间的角度表示为θ2，操作杆的力L1由等式2表示。这里，假定θ2为90°。等式(2)L1＝L2*R2*sinθ2/x＝L2*R2/x

将等式2与等式1相比较，由于R2比R1*sinθ1大，则作用到离合器叉或离合器盖上的操作杆70的力L1增加。因此，离合器啮合。

当电动机20在相反方向上转动时，作用到离合器叉或离合器盖上的操作杆70的力L1减少，因此离合器释放。

同时，用于在与L1方向相反的方向上供给弹力的装置可以安装在离合器盖或离合器叉上。

如上所述，由于通过电动机控制离合器的操作，本发明的离合器致动器可以很容易应用到双离合器变速箱或自动化手动变速箱上。应当注意，尽管在上面的等式中，为了简化起见，方向L1与x之间的角度，以及θ2被任意地设定为90°，但本发明的范围当然并不限于任意具体的角度。

如上所述，由于离合器的操作通过电动机控制，示例性的离合器致动器可以用于各种变速箱，包括双离合器变速箱和自动化手动变速箱。

此外，由于为了转动蜗轮使用了电动机的动力，并且通过弹性构件的弹力操作了离合器，那么具有低电容的电动机可以用于本发明的离合器致动器。

为了方便起见，在所附的权利要求的解释和精确限定中，术语“内部”，“纵向”等参照附图中所示的这样的特征的位置来描述示例性实施例的特征。

为了解释和说明，提出了本发明的特定示例性实施例的上述说明。其并不旨在是详尽的或将本发明限制至所说明的精确形状，并且显然在上述教导下可以进行许多修改和变化。为了解释本发明的某些原理以及他们的实际应用而选择和说明了示例性的实施例，从而使得本领域技术人员作出并且使用本发明的各个示例性实施例，以及其替换形式和修改。本发明的范围应由在此所附的权利要求及其等同内容进行限定。

Claims (12)

1.一种离合器致动器，包括：

设有可转动的蜗杆轴的电动机，沿所述蜗杆轴的外圆周形成有螺纹；

设有与所述螺纹啮合的蜗轮齿轮以及凸轮凹部的蜗轮；

安装到所述蜗轮上的操作杆，所述操作杆构成为与离合器啮合或释放；以及

布置在所述凸轮凹部内、并且构成为作用弹力至所述蜗轮上的可转动的操作单元；

其中所述操作单元包括：

布置为彼此平行的至少两个支承杆；

沿所述支承杆的预定方向作用弹力的至少两个弹性构件；

连接到所述支承杆的第一端的可转动连接部分；

安装在从所述弹性构件接收弹力的所述支承杆的各个第二端的至少两个座；以及

布置在所述凸轮凹部中、并且构成为将所述弹性构件的弹力作用到所述蜗轮上的连接至少两个座的第一辊子。

2.根据权利要求1所述的离合器致动器，其中所述凸轮凹部构成为当所述蜗轮转动时通过所述操作单元作用到所述蜗轮上的弹力维持在预定范围内。

3.根据权利要求1所述的离合器致动器，其中所述操作单元还包括：

从所述连接部分延伸至所述第一辊子的轨道。

4.根据权利要求1所述的离合器致动器，其中所述弹性构件是盘簧，每个都围绕一个所述支承杆盘绕。

5.根据权利要求4所述的离合器致动器，其中所述凸轮凹部构成为当所述蜗轮转动时所述盘簧的长度维持在预定长度范围内。

6.根据权利要求3所述的离合器致动器，其中所述弹性构件是盘簧，每个都围绕一个所述支承杆盘绕。

7.根据权利要求6所述的离合器致动器，其中所述凸轮凹部构成为当所述蜗轮转动时所述盘簧的长度维持在预定长度范围内。

8.根据权利要求3所述的离合器致动器，其中用于在所述轨道上导向所述操作单元的第二辊子安装在所述凸轮凹部的一个表面上。

9.根据权利要求1所述的离合器致动器，其中每个支承杆都是伸缩缸从而其长度可以变化。

10.根据权利要求3所述的离合器致动器，其中每个支承杆都是伸缩缸从而其长度可以变化。

11.根据权利要求1所述的离合器致动器，其中每个支承杆包括可滑动地布置在外杆中的内杆。

12.根据权利要求3所述的离合器致动器，其中每个支承杆包括可滑动地布置在外杆中的内杆。

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