CN101865218B - 扭矩传递装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及扭矩传递装置。具体地，提供了一种扭矩传递装置，其包括多个离合器片，可选择性地围绕轴线转动并限定有斜面的倾斜构件，可操作地连接到该倾斜构件以便与其一起围绕该轴线转动的蜗轮，和接触该斜面的滚子元件。该斜面被构造成，当该倾斜构件围绕该轴线转动时，使该滚子元件在该斜面上施加反作用力，该反作用力推动该倾斜构件在第一轴向方向上运动，从而将该反作用力传递给离合器片。

Description

扭矩传递装置
技术领域
本发明涉及可以由电动执行机构接合的扭矩传递装置。
背景技术
自动变速器通常包括输入构件、输出构件、固定构件、多个行星齿轮组和多个可选择性接合的扭矩传递装置。该扭矩传递装置(即，离合器和制动器)选择性地将行星齿轮组的各个构件耦接到这些行星齿轮组的其他构件，或者耦接到固定构件，以便在输入构件和输出构件之间实现多个不同的速比。
在典型的自动变速器中，扭矩传递装置为液压致动的。变速器包括液压回路，该液压回路包括泵和控制施加到每个扭矩传递装置上的流体压力的电磁阀。
发明内容
根据本发明的第一方面，扭矩传递装置包括壳体、多个离合器片、可选择性地围绕轴线旋转并限定有斜面的倾斜构件、以及可操作地连接到倾斜构件以便与其一起围绕所述轴线旋转的蜗轮。蜗杆轴与蜗轮以啮合的方式接合，使得蜗杆轴的转动导致蜗轮围绕所述轴线的旋转。相对于壳体安装有滚子元件，并且其与斜面相接触。
斜面被构造成当倾斜构件围绕轴线转动时，使滚子元件在斜面上施加反作用力，该反作用力导致倾斜构件轴向运动，并由此将该反作用力传递给离合器片。
根据本发明的第二方面，扭矩传递装置包括壳体和可操作地连接至壳体的第一多个离合器片。毂可选择性地围绕轴线旋转，且第二多个离合器片可操作地连接至该毂以便与其一起围绕所述轴线转动。倾斜构件可选择性地围绕所述轴线旋转并限定有斜面。相对于壳体安装有滚子元件，并且其与斜面相接触。
斜面被构造成当倾斜构件围绕轴线转动时，使滚子元件在斜面上施加反作用力，该反作用力导致倾斜构件在第一轴向方向上运动，并由此将该反作用力传递给离合器片。
本文公开的扭矩传递装置是可由电动执行器(例如，电动机)接合的，因而不需要连接到用于致动的液压回路。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点通过下面结合附图的对实现本发明的最佳模式的详细说明将变得显而易见。
附图说明
图1是扭矩传递装置的示意性局部透视图；
图2是图1所示扭矩传递装置的一部分的示意性透视图；
图3是图1所示扭矩传递装置的一部分的示意性框图；
图4是图1所示扭矩传递装置的示意性侧向剖视图；
图5是根据要求保护的本发明的替代性扭矩传递装置的示意性分解透视图；和
图6是包含图1的扭矩传递装置的自动变速器的示意性侧视图。
具体实施方式
参照图1，其中示意性地描述了可选择性接合的扭矩传递装置10。扭矩传递装置10包括：壳体14、蜗轮18、倾斜构件22、施力构件(applymember)(例如，施力环(apply ring)26)、第一多个离合器片30A、和第二多个离合器片30B。在实施例中描述的电动执行器是电动机34，其相对于壳体14安装，并且可操作以将施力环26推动成抵靠离合器片30A、30B，以便经由扭矩推力机构接合扭矩传递装置10。
更具体地，电动机34可操作地连接到蜗杆轴36，并且构造成通过施加扭矩到蜗杆轴36选择性地导致其转动。蜗轮18的特征在于具有多个齿44的外缘表面40。蜗杆轴36与齿44啮合地接合，使得蜗杆轴36的转动导致蜗轮18围绕轴线A旋转。
倾斜构件22可操作地连接至蜗轮18(例如，通过花键)，以便与其一起围绕轴线A旋转。也就是说，倾斜构件22相对于蜗轮18是不可转动的，但是其相对于蜗轮18在第一轴向方向D1和相对的第二轴向方向D2上是可选择性地轴向运动的。参照图1和图2，倾斜构件22限定了至少一个面向第一轴向方向D1的斜面48。
滚子元件52相对于壳体14可旋转地安装，并与斜面48接触。斜面48用部分56、60来表征。斜面48的部分56关于部分60轴向配置，使得部分56比部分60在第二方向D2上要更远一些。在所述实施例中，两个部分60在部分56的各侧上延伸。
当扭矩传递装置10脱离接合时，倾斜构件22定位成使滚子元件52与斜面的部分56接触，如图1和图2所示。弹簧(未示出)在第一轴向方向D1上偏压倾斜构件22，并相应地，在第一轴向方向D1上偏压斜面48，以保持滚子元件52和斜面48之间的接触。
参照图3，经由蜗杆轴36和蜗轮18来起作用的电动机34在倾斜构件22上施加力Fm。当倾斜构件22旋转时，斜面48相对于滚子元件运动，以使滚子元件52从部分56朝向部分60横越斜面48。斜面48的倾斜使其施力在滚子元件52上，而这又施加反作用力FR在斜面48上。反作用力FR包括在第二轴向方向D2上的分量FC，该分量在第二轴向方向D2上推动倾斜构件22。因此，斜面48和滚子元件52组成了扭矩推力机构，其可将由电动机提供的扭矩转换为推力，并通过施力环26施加给离合器片30A、30B。
倾斜构件22将反作用力FR的分量FC传递给施力环26，施力环26又将分量FC传递给离合器片30A、30B，从而使扭矩传递装置10接合。利用楔块机构的自增强原理，较小的力Fm可被放大到较大的轴向力FC。通过在两个旋转方向的任一方向上转动倾斜构件22，能够使扭矩传递装置10接合，因为斜面48在部分56的两个相对侧上都是沿第一轴向方向D1倾斜，如图2所示。
再次参照图1，蜗杆轴36和蜗轮18都是自锁的，因此采用由电动机34所施加的最小功率就能够保持扭矩传递装置10的接合。应当注意的是，尽管图1-图4只示出了一个斜面48和一个滚子元件52，但在要求保护的本发明的范围内可以使用一个或多个斜面48和滚子52。在所述实施例中，倾斜构件22限定了三个围绕倾斜构件22间隔开的斜面48，其中每个斜面与壳体14上相应的滚子元件接合。
参照图4，其中相似的附图标记表示与图1-图3中相似的部件，其中所示扭矩传递装置10可操作地连接到可旋转的构件68。构件68是可操作地连接到行星齿轮组的构件上以便与其一起围绕轴线A转动的轴。毂72安装至构件68以便与其一起转动。摩擦片30B花键联接到毂72以便与其一起转动，但其可以选择性地相对于毂72轴向运动。离合器片30B被花键联接到壳体14，以使离合器片30B不会相对于壳体14转动，但其可选择性地相对于壳体14轴向运动。
当扭矩传递装置10接合时(即，当施力环26被推动以在方向D2上对离合器片30A和30B施力并使其在一起时)，离合器片30A、30B之间的摩擦会将构件68锁止到壳体14上。在所述实施例中，壳体14安装在固定构件上(例如，变速器外壳80)，这样扭矩传递装置10的接合就防止了构件68的转动。
参照图5，其中相似的附图标记表示与图1-图4中相似的部件，图5示意性地示出了替代性的扭矩传递装置10A。扭矩传递装置10A包括壳体14、蜗轮18A、倾斜构件22A、施力环26和离合器片30A、30B。蜗轮18A的外缘表面40A限定了与蜗杆轴36接合的齿44。蜗轮18A的内表面82限定了凹口84。
倾斜构件22A包括轴向突出部分88(图5仅示出了其中的一个)。突出部分88限定斜面48并伸入相应的一个凹口84中。突出部分88和限定了凹口84的壁之间的相互作用防止了蜗轮18A和倾斜构件22A之间发生围绕轴线A的相对转动，同时允许倾斜构件22A相对于蜗轮18A的轴向运动。扭矩传递装置10A还包括保持环92和盘形弹簧96。弹簧96在第一方向D1上(即，朝向壳体14并远离离合器片30A、30B)偏压倾斜构件22A，从而推动表面48与壳体14上的滚子元件52接触。
参照图6，其中相似的附图标记表示与图1-图5相似的部件，图6示意性地示出了自动变速器100。变速器100包括输入构件104、输出构件108和固定构件(例如，变速器外壳112)。输入构件104和输出构件108可操作地连接到齿轮装置116。齿轮装置116包括多个行星齿轮组，图6仅示出了其中的一个，用120标记。变速器100还包括多个扭矩传递装置(即，离合器和制动器)，其被构造成选择性地将行星齿轮组的各个构件耦接到这些行星齿轮组的其他构件，或者耦接到外壳112，以便在输入构件104和输出构件108之间实现多个不同的速比，正如本领域技术人员所理解的那样。所述扭矩传递装置包括扭矩传递装置10。
示例性的行星齿轮组120包括中心齿轮124、齿圈126、多个行星小齿轮130和行星架134。每个行星小齿轮130可旋转地安装至行星架134，并且与齿圈126和中心齿轮124啮合式地接合。扭矩传递装置10的壳体14安装至变速器外壳112。离合器片30B相对于齿圈126安装，以便通过毂与其一起转动。这样，当电动机34被启动时，相对于变速器外壳112被安装的离合器片30A接合离合器片30B，从而将齿圈126耦接到外壳112。
尽管对用于实现本发明的最佳模式进行了详细的描述，但熟悉本发明所涉及领域的人员会认识到，在所附权利要求书的范围内存在用于实现本发明的各种替代性设计和实施例。

Claims (9)

1.一种扭矩传递装置，包括：
壳体；
多个离合器片；
倾斜构件，其可选择性地围绕轴线转动并且限定有斜面；
蜗轮，其可操作地连接到所述倾斜构件以便与其一起围绕所述轴线转动；
蜗杆轴，其与所述蜗轮啮合式地接合，使得所述蜗杆轴的转动导致所述蜗轮围绕所述轴线的转动；
滚子元件，其相对于所述壳体安装并且接触所述斜面；
其中，所述斜面被构造成，当所述倾斜构件在两个旋转方向的任一个上围绕所述轴线转动时，使所述滚子元件在所述斜面上施加反作用力，所述反作用力推动所述倾斜构件在第一轴向方向上运动，从而将所述反作用力传递给所述离合器片。
2.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括可操作地连接到所述蜗杆轴并构造成向所述蜗杆轴选择性地施加扭矩的电动机。
3.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括在与所述第一轴向方向相对的第二轴向方向上偏压所述倾斜构件的弹簧。
4.如权利要求1所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括施力构件，其可操作地连接到所述倾斜构件以便接收所述反作用力，并且可选择性地轴向运动，以接触所述离合器片中的至少一个。
5.一种扭矩传递装置，包括：
壳体；
第一多个离合器片，其可操作地连接到所述壳体；
毂，其可选择性地围绕轴线转动；
第二多个离合器片，其可操作地连接到所述毂；
倾斜构件，其可选择性地围绕所述轴线转动并且限定有斜面；
滚子元件，其相对于所述壳体安装并且接触所述斜面；
其中，所述斜面被构造成，当所述倾斜构件在两个旋转方向的任一个上围绕所述轴线转动时，使所述滚子元件在所述斜面上施加反作用力，所述反作用力推动所述倾斜构件在第一轴向方向上运动，从而将所述反作用力传递给所述离合器片。
6.如权利要求5所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括相对于所述壳体可旋转安装的蜗轮；和蜗杆轴，其与所述蜗轮啮合式地接合，使所述蜗杆轴的转动导致所述蜗轮围绕所述轴线的转动；
其中所述蜗轮可操作地连接到所述倾斜构件以便与其一起转动。
7.如权利要求6所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括可操作地连接到所述蜗杆轴并构造成选择性地向所述蜗杆轴施加扭矩的电动机。
8.如权利要求5所述的扭矩传递装置，其特征在于，进一步包括朝向所述滚子元件偏压所述斜面的弹簧。
9.一种变速器，包括：
输入构件；
输出构件；
固定构件；
齿轮装置，其可操作地连接到所述输入构件和所述输出构件，并构造成在所述输入构件和所述输出构件间选择性地提供多个速比；
所述齿轮装置包括具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组；和
扭矩传递装置，其包括：相对于所述固定构件安装的壳体；可操作地连接到所述壳体的第一多个离合器片；可操作地连接到所述行星齿轮组的所述第一构件的第二多个离合器片；可选择性地围绕轴线转动并限定有斜面的倾斜构件；可操作地连接到所述倾斜构件以便与其一起围绕所述轴线转动的蜗轮；蜗杆轴，其与所述蜗轮啮合式地接合，使得所述蜗杆轴的转动导致所述蜗轮围绕所述轴线的转动；和相对于所述壳体安装并接触所述斜面的滚子元件；
其中，所述斜面被构造成，当所述倾斜构件在两个旋转方向的任一个上围绕所述轴线转动时，使所述滚子元件在所述斜面上施加反作用力，所述反作用力推动所述倾斜构件在轴向方向上运动，从而将所述反作用力传递给所述第一多个离合器片和所述第二多个离合器片。
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