CN102162494A - 紧凑扭矩传递组件 - Google Patents

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CN102162494A CN2011100432980A CN201110043298A CN102162494A CN 102162494 A CN102162494 A CN 102162494A CN 2011100432980 A CN2011100432980 A CN 2011100432980A CN 201110043298 A CN201110043298 A CN 201110043298A CN 102162494 A CN102162494 A CN 102162494A
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Abstract

本发明涉及紧凑扭矩传递组件。用于在第一构件和第二构件之间传递扭矩的扭矩传递装置包括：限定轴线的环形活塞；以及施力板，其能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移。施力板具有第一端，该第一端设置在第二端的径向内侧上并且接触活塞。施力盘旋转地联接到第一构件并且能够在未接合位置和接合位置之间平移。该施力盘设置在活塞的径向外侧上。支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件并且设置在活塞的径向外侧上。摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间。该摩擦板具有第一端，该第一端设置在第二端的径向内侧上并且旋转地联接到第二构件。该摩擦板设置在活塞的径向外侧上。

Description

紧凑扭矩传递组件
技术领域
本发明总体上涉及紧凑扭矩传递组件，且更具体地涉及在变速器中具有径向移动板的紧凑扭矩传递组件。
背景技术
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能构成或可能不构成现有技术。
典型多速自动变速器使用扭矩传递装置（例如，离合器或制动器）的组合，以实现多个前进档和倒车档或前进速度比和倒车速度比以及空档和驻车。速度比的选择通常通过微处理器变速器控制模块来完成，该微处理器变速器控制模块采用各个车辆参数（例如，车辆速度）和各个驾驶员输入信号（例如，加速踏板位置）以选择合适速度比。于是，变速器接合扭矩传递装置的组合以提供期望速度比。
为了接合扭矩传递装置，典型自动变速器包括液压离合器控制系统，其采用液压流体以选择性地致动扭矩传递装置中的活塞。活塞的致动继而接合扭矩传递装置中的扭矩传递元件（即，摩擦盘和金属板）。
在所有变速器类型中，变速器的轴向长度（即，轴向封装）是重要的设计要素。例如，混合动力变速器具有沿着变速器轴线布置的电动马达，所述电动马达联接到扭矩传递装置。因此，在变速器内的电动马达和扭矩传递装置的长度直接影响动力系的轴向长度。限制动力系长度的一种方案是限制电动马达的长度。然而，这可影响电动马达的马达扭矩输出并且影响车辆性能。因此，本领域存在对于紧凑扭矩传递装置的需求，所述扭矩传递装置有效且平稳地操作，并且所述扭矩传递装置减少变速器的轴向长度，这继而免除了减少在变速器内其它部件的长度的需要。
发明内容
提供一种用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩的扭矩传递装置。所述扭矩传递装置包括：限定轴线的环形活塞；以及施力板，其能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移。施力板具有第一端和第二端，其中该第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中所述第一端接触活塞。施力盘旋转地联接到第一构件并且能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移。该施力盘设置在活塞的径向外侧上。支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件并且设置在活塞的径向外侧上。摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间。该摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板设置在活塞的径向外侧上。当活塞被加压并且平移施力板、施力板的第二端接触施力盘、摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合。
在扭矩传递装置的一个示例中，施力板包括至少一个凸块，所述第一端位于所述至少一个凸块上。
在扭矩传递装置的另一示例中，施力板包括环形部分，所述第二端位于所述环形部分上，并且所述至少一个凸块从所述环形部分的内径径向向内地延伸。
在扭矩传递装置的另一示例中，施力板的第一端与施力板的第二端径向对齐，环形部分的内径从第一端和第二端轴向偏移。
在扭矩传递装置的另一示例中，施力板的一部分与施力盘和摩擦板中的至少一个径向对齐。
在扭矩传递装置的另一示例中，施力盘、支撑盘和摩擦板完全设置在环形活塞的径向外侧上。
在扭矩传递装置的另一示例中，施力板、施力盘、支撑盘和摩擦板与环形活塞共轴。
在扭矩传递装置的另一示例中，摩擦板包括设置在施力盘和支撑盘之间的径向部分，以及设置在支撑盘的径向内侧上并且与支撑盘径向对齐的轴向部分，其中摩擦板的第二端设置在径向部分上。
在扭矩传递装置的另一示例中，摩擦板包括至少一个花键，所述至少一个花键相对于轴向部分的端部径向向内地设置，并且所述花键接合第二构件。
在扭矩传递装置的另一示例中，摩擦板包括位于所述摩擦板的径向部分的相对两侧上的第一摩擦表面和第二摩擦表面。
在扭矩传递装置的另一示例中，复位弹簧与第一构件以及与活塞接合，并且当活塞减压时，复位弹簧将活塞和施力板移动到未接合位置。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括：
环形活塞，所述环形活塞限定轴线；
施力板，所述施力板能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件并且设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞被加压并且平移施力板、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合。
2. 根据方案1所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括至少一个凸块，其中第一端位于所述至少一个凸块上。
3. 根据方案2所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括环形部分，其中第二端位于所述环形部分上，且其中，所述至少一个凸块从所述环形部分的内径径向向内地延伸。
4. 根据方案3所述的扭矩传递装置，其中，施力板的第一端与施力板的第二端径向对齐，环形部分的内径从第一端和第二端轴向偏移。
5. 根据方案4所述的扭矩传递装置，其中，施力板的一部分与施力盘和摩擦板中的至少一个径向对齐。
6. 根据方案1所述的扭矩传递装置，其中，施力盘、支撑盘和摩擦板完全设置在环形活塞的径向外侧上。
7. 根据方案1所述的扭矩传递装置，其中，施力板、施力盘、支撑盘和摩擦板与环形活塞共轴。
8. 根据方案1所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括设置在施力盘和支撑盘之间的径向部分，以及设置在支撑盘的径向内侧上并且与支撑盘径向对齐的轴向部分，其中摩擦板的第二端设置在径向部分上。
9. 根据方案8所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括至少一个花键，所述至少一个花键相对于轴向部分的端部径向向内地设置，其中所述花键接合第二构件。
10. 根据方案9所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括位于所述摩擦板的径向部分的相对两侧上的第一摩擦表面和第二摩擦表面。
11. 根据方案1所述的扭矩传递装置，还包括复位弹簧，所述复位弹簧与第一构件以及与活塞接合，其中当活塞减压时，复位弹簧将活塞和施力板移动到未接合位置。
12. 一种用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括：
环形活塞，所述环形活塞限定轴线；
施力板，所述施力板与环形活塞共轴并且能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘与活塞共轴并且旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘完全设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘与活塞共轴并且旋转地且轴向地固定到第一构件，其中所述支撑盘完全设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板与活塞共轴并且设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板完全设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞将施力板沿着轴线平移、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合。
13. 根据方案12所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括多个凸块，第一端位于所述多个凸块中的每个的第一侧上。
14. 根据方案13所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括环形部分，其中第二端位于所述环形部分与所述多个凸块的第一侧相对的第二侧上，且其中，所述多个凸块从所述环形部分的内径径向向内地延伸。
15. 根据方案14所述的扭矩传递装置，其中，多个凸块构件的远端表面与施力板的环形部分的远端表面径向对齐，且其中，环形部分的内径从第一端和第二端轴向偏移。
16. 根据方案15所述的扭矩传递装置，其中，施力板的一部分与施力盘和摩擦板中的至少一个径向对齐。
17. 根据方案12所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括设置在施力盘和支撑盘之间的径向部分，以及设置在支撑盘的径向内侧上并且与支撑盘径向对齐的轴向部分，其中摩擦板的第二端设置在径向部分上。
18. 根据方案17所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括至少一个花键，所述至少一个花键相对于轴向部分的端部径向向内地设置，其中摩擦板的第一端位于所述至少一个花键上。
19. 根据方案18所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括位于所述摩擦板的径向部分的相对两侧上的第一摩擦表面和第二摩擦表面。
20. 根据方案12所述的扭矩传递装置，还包括复位弹簧，所述复位弹簧与第一构件以及与活塞接合，其中复位弹簧将活塞和施力板移动到未接合位置。
21. 一种组件，包括：
第一构件；
限定轴线的第二构件；和
扭矩传递装置，所述扭矩传递装置用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩，所述扭矩传递装置与第二构件共轴并且包括：
环形活塞；
施力板，所述施力板能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘完全设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件，其中所述支撑盘完全设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板完全设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞将施力板沿着轴线平移、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合；以及
其中，第二构件的一部分设置在摩擦板和支撑盘的一部分的径向内侧上并且与摩擦板和支撑盘的该部分径向对齐。
22. 根据方案21所述的组件，其中，第一构件是变速器壳体，第二构件是电动马达的马达转子毂。
本发明的其它目的、方面和优势通过参考下述说明和附图将显而易见，在附图中相同的附图标记指代相同的部件、元件或特征。
附图说明
本文所描述的附图仅用于描述目的，且决不旨在限制本发明的范围。
图1是根据本发明原理的扭矩传递装置的分解立体图，其位于示例性变速器内；以及
图2是根据本发明原理的扭矩传递装置和变速器的一部分的截面图。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示例性的且不旨在限制本发明、它的应用、或使用。
参考图1和2，根据本发明原理的扭矩传递装置总体上以附图标记10表示。在本实施例中，扭矩传递装置10用于机动车的变速器内。扭矩传递装置10可操作以在第一部件12和第二部件14之间传递扭矩。在所提供的示例中，第一部件12是变速器壳体或外壳，第二部件是电动马达16的可旋转马达转子毂。因此，在所提供的示例中，扭矩传递装置10用作电动马达16的制动器。然而，应当理解的是，扭矩传递装置10可在包括旋转轴、齿轮、和标准自动变速器或混合动力变速器中的其它变速器部件在内的任何部件之间用作离合器或制动器，而不偏离本发明的范围。
变速器壳体12和马达转子毂14彼此共轴且限定轴线“X”。变速器壳体12是通常铸造的金属外壳，其包封并保护变速器的各种部件。变速器壳体12包括定位并支承这些部件的各种孔、通道、肩部和凸缘。电动马达16可操作以经由马达转子毂14的旋转产生输出扭矩。马达转子毂14围绕轴线X旋转。
扭矩传递装置10设置在变速器壳体12与马达转子毂14之间，且与轴线X共轴。扭矩传递装置10包括设置在环形腔20中的活塞18，所述环形腔20形成在变速器壳体12的内表面22中。活塞18与变速器壳体12的内表面22密封地接合。活塞18可液压致动，以在朝向马达转子毂14的方向上在环形腔20中滑动至接合位置。复位弹簧24设置在活塞18附近。复位弹簧24在背离马达转子毂14的方向上在活塞18上施加偏压力（即，将活塞18偏压至未接合位置）。固定器环26设置在沟槽28中，沟槽28形成在变速器壳体12的内表面22中。固定器环接触复位弹簧24的内径，藉此用作相对于复位弹簧24的偏压的反作用力。
扭矩传递装置10还包括施力板30，其可由活塞24致动以接合离合器组件32。施力板30具有分别相对的第一侧31和第二侧33。施力板30还包括环形本体34，所述环形本体34具有从其内径37延伸的多个凸块36。环形本体34从活塞18、复位弹簧24和马达转子毂14径向向外地布置。此外，环形本体34在未接合位置时与复位弹簧24接近径向对齐。环形本体34包括具有远端表面43的端部42。端部42包括位于第二侧33上的施力表面44，当致动施力板30时，所述施力表面可操作以接触离合器组件32。环形本体34具有弯曲截面区域，从而产生在施力表面44径向内侧沿着第二侧33的腔43。
凸块36从本体部分34朝向活塞18径向向内延伸。凸块36包括径向笔直部分46，其连接到环形本体34并且朝向活塞18径向向内延伸。弯曲部分48连接到径向笔直部分46的端部并且终结于端部50，端部50包括远端表面51。弯曲部分48包括位于第一侧31上的接触表面52，接触表面52接触活塞18。自由的端部50被捕获在活塞18中。环形本体34的端部42和凸块36的端部50大致径向对齐。应当理解的是，施力板30可具有任何数量的凸块36，而不偏离本发明的范围。
离合器组件32相对于活塞18和马达转子毂14径向向外地设置。离合器组件32包括施力盘52、支撑盘54和摩擦板56。施力盘52包括第一端58，所述第一端58具有设置在轴向延伸的沟槽62中的多个花键60，沟槽62形成在变速器壳体12的内表面22中。因此，施力盘52旋转地固定在变速器壳体12上，但是可相对于变速器壳体12在轴向上滑动。
支撑盘54包括第一端64，第一端64具有设置在变速器壳体12的轴向延伸沟槽62中的多个花键66。因此，支撑盘54旋转地固定到变速器壳体12。通过设置在沟槽70中的固定环68，支撑盘54被防止相对于壳体12轴向平移，沟槽70形成在变速器壳体12的内表面22中。
摩擦板56部分地设置在施力板52与支撑盘54之间。摩擦板56包括分别相对的第一侧72和第二侧74、以及连接到轴向部分78的笔直径向部分76。笔直径向部分76设置在施力盘52与支撑盘54之间且终结于端部80，端部80包括远端表面81。笔直径向部分76包括位于第一侧72和第二侧74上的摩擦元件82。轴向部分78在支撑盘54下面朝向马达转子毂14轴向延伸并且终结于端部84。多个花键86从端部84径向向内延伸并且设置在沟槽88内，沟槽88沿着马达转子毂14的外径90形成。因此，摩擦板56旋转地联接到马达转子毂14。
扭矩传递装置10由于部件的径向堆叠而轴向紧凑。例如，当施力板30处于未接合位置且离合器组件32相对于活塞18和马达转子毂14至少部分地径向向外地设置时，施力盘52与施力板30的笔直部分46径向对齐。施力盘52、支撑盘54和摩擦板56完全设置在活塞18的径向外侧。此外，支撑盘54、摩擦板56的轴向部分78、和马达转子毂14径向对齐。这些部件的径向堆叠通过施力板24、施力盘52和支撑盘54以及摩擦板56相对于马达转子毂14和活塞18径向偏移来实现。
为了接合扭矩传递装置10，活塞18由在活塞18的施力侧92上的加压液压流体流致动。活塞18克服复位弹簧24的偏压力平移，并且接合施力板30的接触表面52。施力板30继而在轴向上朝向马达转子毂14平移。施力板30的接触表面44接触施力盘52并且使得施力盘52朝向摩擦板56平移。于是，摩擦板56在施力板52和支撑盘54之间被压缩，藉此将马达转子毂14联接到变速器壳体12并且制动马达转子毂14。为了断开扭矩传递装置10，活塞18的施力侧92被减压，复位弹簧24将施力板30和活塞往回移动到未接合位置，藉此将马达转子毂14从变速器壳体12断开。
本发明的描述在本质上仅是示例性的，且不偏离本发明实质的变形旨在落入本发明的范围内。因此，这种变形应被认为不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括：
环形活塞，所述环形活塞限定轴线；
施力板，所述施力板能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件并且设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞被加压并且平移施力板、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合。
2. 根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括至少一个凸块，其中第一端位于所述至少一个凸块上。
3. 根据权利要求2所述的扭矩传递装置，其中，施力板包括环形部分，其中第二端位于所述环形部分上，且其中，所述至少一个凸块从所述环形部分的内径径向向内地延伸。
4. 根据权利要求3所述的扭矩传递装置，其中，施力板的第一端与施力板的第二端径向对齐，环形部分的内径从第一端和第二端轴向偏移。
5. 根据权利要求4所述的扭矩传递装置，其中，施力板的一部分与施力盘和摩擦板中的至少一个径向对齐。
6. 根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其中，施力盘、支撑盘和摩擦板完全设置在环形活塞的径向外侧上。
7. 根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其中，施力板、施力盘、支撑盘和摩擦板与环形活塞共轴。
8. 根据权利要求1所述的扭矩传递装置，其中，摩擦板包括设置在施力盘和支撑盘之间的径向部分，以及设置在支撑盘的径向内侧上并且与支撑盘径向对齐的轴向部分，其中摩擦板的第二端设置在径向部分上。
9. 一种用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩的扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括：
环形活塞，所述环形活塞限定轴线；
施力板，所述施力板与环形活塞共轴并且能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘与活塞共轴并且旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘完全设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘与活塞共轴并且旋转地且轴向地固定到第一构件，其中所述支撑盘完全设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板与活塞共轴并且设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板完全设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞将施力板沿着轴线平移、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合。
10. 一种组件，包括：
第一构件；
限定轴线的第二构件；和
扭矩传递装置，所述扭矩传递装置用于在第一构件和第二构件之间选择性地传递扭矩，所述扭矩传递装置与第二构件共轴并且包括：
环形活塞；
施力板，所述施力板能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，所述施力板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，且其中第一端接触活塞；
施力盘，所述施力盘旋转地联接到第一构件，其中施力盘能够沿着轴线在未接合位置和接合位置之间平移，且其中，施力盘完全设置在活塞的径向外侧上；
支撑盘，所述支撑盘旋转地且轴向地固定到第一构件，其中所述支撑盘完全设置在活塞的径向外侧上；和
摩擦板，所述摩擦板设置在施力盘和支撑盘之间，所述摩擦板具有第一端和第二端，其中第一端设置在第二端的径向内侧上，其中第一端旋转地联接到第二构件，且其中摩擦板完全设置在活塞的径向外侧上；
其中，当活塞将施力板沿着轴线平移、施力板的第二端接触施力盘、并且摩擦板在施力盘和支撑盘之间被压缩、藉此将施力盘和支撑盘旋转地联接到摩擦板时，扭矩传递装置接合；以及
其中，第二构件的一部分设置在摩擦板和支撑盘的一部分的径向内侧上并且与摩擦板和支撑盘的该部分径向对齐。
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