CN102906437B - 包括机电致动器子组件的超速联接和控制组件 - Google Patents

Abstract

在此提供了一种超速联接或离合与控制组件，该组件包括第一和第二联接构件以及一个机电致动器子组件，该子组件具有一个电磁感应线圈，该线圈在通电时产生一个磁通量。由这个磁通量产生的控制力被施加到该子组件的一个电枢构件上以便移动该电枢构件并致使这些联接构件通过多个支柱彼此相联接或解除联接。

Description

包括机电致动器子组件的超速联接和控制组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年3月26日提交并且具有美国序列号61/317,787的、标题为“电磁单向离合器（OWC）或联接组件”（"ELECTROMAGNETIC ONE-WAY CLUTCH(OWC)OR COUPLINGASSEMBLY"）的美国临时专利申请的权益，并且要求于2011年3月17日提交并且具有美国序列号13/050,377的、标题为“包括机电致动器子组件的超速联接和控制组件”（"OVERRUNNING COUPLING AND CONTROLASSEMBLY INCLUDING AN ELECTROMECHANICAL ACTUATORSUBASSEMBLY"）的美国专利申请的优先权。

本发明的技术领域

本发明总体上涉及可控的或可选择的超速离合器或联接组件，并且具体来说，涉及用于车辆自动变速器中的包括机电致动器子组件的超速联接和控制组件。

综述

一个典型的单向离合器（即OWC）由以下组成：一个第一构件、一个第二构件，以及位于这两个构件的相对表面之间的一个或多个锁定设备。这种单向离合器是设计来在一个方向上锁定并且来允许在相反方向上的自由旋转。常常用于车辆、自动变速器中的两种类型的单向离合器包括：

滚子式单向离合器，其包括多个弹簧加载的滚子，这些滚子位于该单向离合器的内滚道与外滚道之间。（在一些应用上也使用没有弹簧的滚子式单向离合器）；以及

楔块式单向离合器，其包括不对称地成形的楔形物，这些楔形物定位于该单向离合器的内滚道与外滚道之间。

这些单向离合器典型地用于变速器中，以便在某些换挡过程中防止驱动扭矩（即功率流）的中断并且在滑行过程中允许发动机制动。

美国专利号5,927,455披露一种双向超速棘轮式离合器。美国专利号6,244,965披露一种用于扭矩传递的平面超速联接器。美国专利号6,290,044披露一种用于在自动变速器中使用的可选择的单向离合组件。美国专利号7,258,214披露一种超速联接组件。美国专利号7,344,010披露一种超速联接组件。美国专利号7,484,605披露一种超速径向联接组件或离合器。

其他相关的美国专利公布包括：2010/0252384、2010/0230226、2010/0200358、2009/0211863、2009/0159391、2009/0098970、2008/0223681、2008/0110715、2008/0169166、2008/0185253、2007/0278061、2007/0056825、2006/0185957，以及以下美国专利：7,491,151、7,464,801、7,349,010、7,275,628、7,256,510、7,223,198、7,198,587、7,093,512、6,953,409、6,814,201、6,503,167、6,193,038、4,050,560、5,638,929、5,362,293、5,678,668以及5,918,715。

美国专利号3,082,933和3,205,989中披露了多种车辆空调压缩机离合器。

出于本申请的目的，术语“联接器”应当解释为包括离合器或制动器，其中这些板材中的一个是可驱动地连接至一个变速器的一个扭矩递送元件，并且另一个板材是可驱动地连接至另一个扭矩递送元件或者被锚定和保持成相对一个变速器外壳是静止的。术语“联接器”、“离合器”以及“制动器”可以互换使用。

尽管有以上现有技术，但是仍需要简化可控的单向离合器或联接组件的控制或操纵。

结合附图并且参见现有技术，本领域技术人员从以下详细说明和权利要求书中可以清楚地理解本发明的至少一个实施方案的目标、特征以及技术优点。

示例性实施方案概述

提供一种超速联接和控制组件。该组件包括第一和第二联接构件，这些构件被支撑用于围绕一个共用的旋转轴线彼此相对旋转。该第一联接构件具有一个联接第一面，该联接第一面定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第一方向。该第二联接构件具有一个联接第二面，该联接第二面与该第一面相对并且定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第二方向。该第二联接构件具有一个第三面，该第三面与该第二面间隔开并且定向成轴向地面对该第一方向。该第二面具有围绕该旋转轴线间隔开的一组凹区。该组中的每个凹区具有由其容纳的一个支柱。该第一面具有一组锁定构形，该组锁定构形在这些支柱从这组凹区向外伸出时，由这些支柱接合，以便防止该第一和第二联接构件在围绕该轴线的至少一个方向上彼此相关的相对旋转。该第三面具有一组通道，该组通道围绕该旋转轴线间隔开并且与它们对应的凹区连通。该组件还包括一个支撑构件和一个机电致动器子组件。该子组件包括一个电磁感应线圈用以当该线圈通电时产生一个磁通量。该支撑构件与该第二联接构件中的一个构件是该子组件的一个电枢构件。该电枢构件被安装成用于沿着该旋转轴线相对于该第一联接构件在对应于该组件的一个第一模式的一个第一位置与对应于该组件的一个第二模式的一个第二位置之间进行受控的切换移动。该子组件还包括由该支撑构件支撑的一组致动器。该组通道中的每个通道具有由其容纳的一个致动器，以便对在其对应的凹区内的其对应的支柱进行致动，从而使得其对应的支柱移动到与这些锁定构形相接触而将该第一和第二联接构件联接用以在该电枢构件的这些位置之一中在围绕该旋转轴线的至少一个方向上彼此一同旋转。该子组件进一步包括至少一个偏置构件，该偏置构件沿该旋转轴线在该电枢构件上施加一个偏置力。当该线圈通电时，一个控制力被施加到该电枢构件上，以便致使该电枢构件对抗该至少一个偏置构件的偏置力而沿该旋转轴线从其第一位置移动到其第二位置。在没有该控制力时，该至少一个偏置构件将该电枢构件沿该旋转轴线从该第二位置移回到该第一位置。

这些支柱各自可以具有一个末端，该末端是从其对应的凹区向外枢转地可移动的。

该组件进一步包括一组偏置构件，这些偏置构件使其对应的多个支柱对抗它们对应的末端的离开它们对应的凹区朝向这些锁定构形的枢转移动来进行偏置。这组致动器可使其对应的支柱的这些末端对抗该组偏置构件的这种偏置而枢转并与这些锁定构形相接触以便使该第一和第二联接构件相联接用以在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上彼此一同旋转。该组偏置构件可被配置成使每个对应的支柱的这些末端移回到其对应的凹区中以便允许这些联接构件在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上的相对旋转。

该支撑构件可以是该电枢构件，并且该至少一个偏置构件可以被置于该第二联接构件与该支撑构件之间以便将该支撑构件推向其第一位置。

该第一位置可以是一个超速位置，该第一模式可以是一种超速模式，该第二位置可以是一个锁定位置并且该第二模式可以是一种锁定模式。

该第一位置可以是一个锁定位置，该第一模式可以是一种锁定模式，该第二位置可以是一个超速位置并且该第二模式可以是一种超速模式。

这些支柱可以包括至少一个向前的支柱。

这组致动器可以包括多个弹簧致动器。

该第一、第二以及第三面可以总体上是环形的并且相对于该旋转轴线总体上径向地延伸的。

该子组件可以包括一个静止的外壳，该外壳具有其中容纳了该线圈的一个空腔。该外壳可以具有一个开口，该电枢构件在被施加了该控制力时在该开口处沿该旋转轴线移动。

该电枢构件可以在该开口处移动进入该空腔之中或可以横穿该开口移动。

该支撑构件可以是该电枢构件，并且该子组件可以进一步包括用于可旋转地支撑该支撑构件的一个轴承。

该第二联接构件可以是该电枢构件，并且该至少一个偏置构件可以被置于该第二联接构件与该支撑构件之间以便将该第二联接构件推向其第一位置。

在一个实施方案中，提供了一种超速离合与控制组件。该组件包括第一和第二离合器构件，这些离合器构件被支撑以用于围绕一个共用的旋转轴线彼此相对旋转。该第一离合器构件具有一个联接第一面，该联接第一面被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第一方向，并且该第二离合器构件具有一个联接第二面，该联接第二面与该第一面相对并且被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第二方向。该第二离合器构件具有一个第三面，该第三面与该第二面间隔开并且被定向成轴向地面对该第一方向。该第二面具有围绕该旋转轴线间隔开的一组凹区。该组的每一个凹区具有由其容纳的一个支柱。该第一面具有一组锁定构形，这组锁定构形在从这组凹区向外地伸出时由这些支柱接合以便防止该第一和第二离合器构件在围绕该轴线的至少一个方向上彼此相关的相对旋转。该第三面具有一组通道，这组通道围绕该旋转轴线间隔开并且与它们对应的多个凹区连通。该组件还包括一个支撑构件和一个机电致动器子组件。该子组件包括一个电磁感应线圈用以在该线圈通电时产生一个磁通量。该支撑构件与该第二离合器构件中的一个构件是该子组件的一个电枢构件。该电枢构件被安装成用于沿该旋转轴线相对于该第一离合器构件在对应于该组件的一个第一模式的一个第一位置与对应于该组件的一个第二模式的一个第二位置之间进行受控的切换移动。该子组件还包括由该支撑构件支撑的一组致动器。这组通道中的每一个通道具有由其容纳的一个致动器以便对在其对应的凹区内的其对应的支柱进行致动，从而使得其对应的支柱移动到与这些锁定构形相接触而将该第一和第二离合器构件联接用以在该电枢构件的这些位置之一中在围绕该旋转轴线的至少一个方向上彼此一同旋转。该子组件进一步包括至少一个偏置构件，该偏置构件沿该旋转轴线在该电枢构件上施加一个偏置力。当该线圈通电时一个控制力被施加到该电枢构件上，以便致使该电枢构件对抗该至少一个偏置构件的偏置力而沿着该旋转轴线从其第一位置移动到其第二位置。在没有该控制力时，该至少一个偏置构件将该电枢构件沿该旋转轴线从该第二位置移动回到该第一位置。

附图简述

图1是本发明的至少一个实施方案的视图；

图2是本发明的至少一个实施方案的视图；

图3是本发明的至少一个实施方案的视图；

图4是本发明的至少一个实施方案的视图；

图5是本发明的至少一个实施方案的视图；并且

图6是本发明的至少一个实施方案的视图。

附图和示例性实施方案的详述

图1是根据本发明构造的、总体上以110表示的一个可控的单向离合器或联接组件的一个实施方案的上半部分（因对称性而出于简化的目的）的部分断开的且在横截面中（但是未示出任何剖面线）的一个侧面示意图。该组件110包括一个静止的环形凹区板，总体上以112表示。板112的外轴向延伸表面114具有多个外花键116，板112通过这些外花键而花键接合到一个静止的变速箱117的一个花键接合的内表面上。

板112的内径向延伸表面118形成有多个间隔开的凹区120（仅示出其中一个），多个支柱122（仅示出其中一个）通常被容纳并保持在这些凹区中。每一个支柱122的一个末端部分可以被安置在凹区120的一个孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得每一个支柱122通常被维持在其凹区120内。当这些弹簧124支撑于其上的一个环形的偏置电枢板（总体上以132表示）朝向每一个支柱122的相对末端部分移动（图1中向左侧）时，该支柱122的该相对末端部分通过一个弹簧124的一个末端而可控地偏置。每一个弹簧124在延伸穿过凹区板112的其对应的孔洞119中移动，以便克服这些线圈弹簧对其对应的支柱122的偏置。

该环形偏置板132具有多个花键113，这些花键形成于板132的一个外轴向延伸表面135上，板132通过这些花键而花键接合至该静止的箱117上，以便防止该板132的旋转移动但允许其轴向移动。该板132还具有多个间隔开的圆形孔口134，弹簧124的一个末端被容纳并保持在这些圆形孔口中。这些弹簧124延伸穿过板112的一个外径向延伸表面138，并且进入板112的孔洞119内。作为替代方案，多个弹簧支架可以形成于板132的一个内表面142上以便支撑这些弹簧124的这些末端。偏置板132还支撑孔口143内的多个偏置线圈弹簧144。这些弹簧144在板132的外表面145中的这些孔口143与形成于总体上以148表示的一个线圈外壳的一个内表面146上的弹簧支架147之间延伸，以便使板132和外壳148偏置分开。该外壳148的一个部分152的一个外表面150也通过多个花键133而花键接合至箱117的内表面，这样使得外壳148和置于形成在该外壳148内部的一个空腔156内的一个电枢或电磁线圈154为静止的。

线圈154具有许多匝数并且优选地嵌入在一种适合的树脂内并且由其环绕。线圈外壳148由如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料制成。在开关162形式的控制器的控制下，当用一个DC电压源160对线圈154进行通电时，线圈154抵抗弹簧144的偏置作用而将偏置电枢板132的一部分吸引至外壳148上。至线圈154的接线164从电源160和开关162延伸穿过一个通道166，这个通道是穿过外壳148形成的。

当这些支柱122在其凹区120中进行枢轴旋转（通过弹簧124的偏置作用）时，这些支柱122接合多个间隔开的锁定构形或凹口170，这些锁定构形或凹口形成于总体上以174表示的、可旋转的凹口板的一个径向延伸表面172中。在板132朝向板112移动期间，这些支柱122接合这些锁定构形170。凹口板174通过形成于凹口板174的一个轴向延伸表面175上的多个内部花键178联接至一个花键接合的、可旋转的毂176上，以便围绕一个旋转轴线相对于板112并且在其内旋转。

一个卡环180被置于形成在板112的一个内轴向延伸表面165中的一个凹槽182内以便将凹口板174保持到板112上。环180将板174和板112维持在一起并且防止板174的轴向移动（图1中向左侧）。

这些支柱122在围绕旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上将凹口板174锁定至凹区板112上，但允许围绕该旋转轴线在相反方向上自由转动。如在本发明的其他实施方案中，取决于线圈154的通电状态，其他操作配置也是有可能的，其中离合器锁定可以发生在两个方向上和/或自由转动可以发生在两个方向上。

当线圈154未通电时，在这些弹簧124的偏置作用下，这些支柱122锁定了凹口板174。当电枢线圈154被通电时，当环形版132和其所支撑的多个弹簧124朝向线圈外壳148移动时，支柱122解锁了凹口版174。通电的线圈154产生一个磁通量或磁场，该磁通量或磁场可以被视为流动穿过线圈外壳148，穿过板132的一部分137，并且跨过线圈外壳148与电枢板132之间的小气隙。产生了磁通量密度以便在外壳148与板132之间提供吸引力，而将板132的该部分137拉到空腔156中。

图2是根据本发明构造的、总体上以210表示的一个可控的单向离合器或联接组件的第二实施方案的上半部（因对称而出于简化的目的）的部分断开的并且在横截面（但不示出任何剖面线）中的一个侧面示意图。组件210具有与组件110相同的许多零件及它们附带的功能。因此，除了“100”或“200”的标号外，组件110和组件210的零件的参考号对应地是相同的。图3至图6的其他四个实施方案基本上对应地遵循这个编号方案。

组件210包括一个环形的凹区板，总体上以212表示。板212的一个外轴向延伸表面214具有多个外花键216，板212通过这些外花键而花键接合到一个可旋转的毂217上以随其一起转动。板212的一个内径向延伸表面218形成有多个间隔开的凹区220（仅示出其中一个），多个支柱222（仅示出其中一个）通常被容纳并保持在这些间隔开的凹区中。每个支柱222的一个末端部分可以通过置于凹区220的孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得每个支柱222通常都被保持在其凹区220中。当总体上以232表示的、上面支撑弹簧224（通过支架240）的一个U形偏置电枢板或构件朝向每个支柱222的相对末端部分移动时，该支柱222的该相对末端部分通过弹簧224的一个末端可控地偏置。每个弹簧224都在延伸穿过凹区板212的一个孔洞219中移动，以便克服先前所述的线圈弹簧对它们各自的支柱222的偏置。

环形的偏置板232具有形成于板232的一个内轴向延伸表面235上的多个花键213，板232通过这些花键而花键接合到板212上以随其一起旋转。轴承290可旋转地支撑这个板232，这样该板232相对于一个静止外壳（总体上以248表示）旋转。该多个弹簧支架240形成于板232的一个内表面246上，以便支撑延伸到这些孔洞219中的弹簧224。偏置板232还支撑（在支架247处）在板232的外表面246与形成于板212的一个表面238中的孔口243之间延伸的多个偏置线圈弹簧244。这些弹簧244使板212和232偏置分离。

一个电磁线圈254被置于形成在线圈外壳248中的一个空腔256内，这样使得线圈254是静止的。线圈254具有许多匝数并且优选被嵌入一种合适的树脂内并被该树脂环绕。线圈外壳248由如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料构成。在开关262的形式的控制器的控制下，当通过一个DC电压源260对线圈254进行通电时，线圈254对抗弹簧244的偏置作用而将偏置电枢板232的一个部分吸引到外壳248中。到线圈254的接线264从源260和开关262延伸穿过一个通道266，该通道是穿过外壳248形成的。

这些支柱222在其凹区220中进行枢轴旋转（通过弹簧224的偏置作用）以接合多个间隔开的锁定构形或凹口270，这些锁定构形或凹口形成于可旋转的凹口板（总体上以274表示）的一个径向延伸表面272中。支柱222在板232朝向板212移动期间接合这些锁定构形270。凹口板274通过形成于凹口板274的内轴向延伸表面275上的内部花键278联接到一个花键接合的、可旋转的毂276上，以围绕一个旋转轴线相对于板212并且在其内旋转。毂217和毂276可能以相同的RPM转动，或者也可能不以相同的RPM转动。

卡环280被置于形成在板212的一个内轴向延伸表面265中的一个凹槽282内，以便将凹口板274保持到板212上。环280将板274和212维持在一起并且防止板274的轴向移动（图2中向左侧）。

这些支柱222将凹口板274在围绕一个旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上锁定到凹区板212上，但允许在围绕该旋转轴线的相反方向上的自由转动。如前所述，其他操作配置也是可能的。当线圈为“关闭”时，这些支柱222解锁凹口板274。当线圈254为“打开”时，这些支柱222锁定凹口板274。当板232和这些所支撑的弹簧244在电枢线圈254通电期间移动离开线圈外壳248时，这些支柱222锁定凹口板274。通电的线圈254产生一个磁通量或磁场，该磁通量或磁场可以被认为是流动穿过线圈外壳248，穿过板232的一个部分237，并且跨过该线圈外壳248与该电枢板232的该部分237之间的多个小气隙。产生了磁通量的密度以便在外壳248与板232之间提供一个吸引力，从而将板232的该部分237拉到空腔256中。

图3是根据本发明构造的、总体上以310表示的一个可控的单向离合器或联接组件的第三实施方案的上半部（因对称而出于简单的目的）的部分断开的并且在横截面（但不示出任何剖面线）中的一个侧面示意图。组件310包括一个环形的凹区板，总体上以312表示。板312的一个外轴向延伸表面314具有多个外花键316，板312通过这些外花键而花键接合到一个静止的变速箱317的内表面上。

板312的一个内径向延伸表面318形成有多个间隔开的凹区320（仅示出其中一个），多个支柱322（仅示出其中一个）被容纳并保持在这些间隔开的凹区中。每个支柱322的一个末端部分可以通过置于凹区320的一个孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得该支柱322被维持在其凹区320中。当这些弹簧324（通过支架340）支撑于其上的一个环形的非顺磁性（例如，铝）偏置板或构件（总体上以332表示）朝向延伸穿过凹区板312的多个孔洞319内的每个支柱322的相对末端部分移动以克服其对应线圈弹簧的偏置时，该支柱322的该相对末端部分通过一个弹簧324可控地偏置并旋转。

这些弹簧324延伸穿过板312的一个外径向延伸表面338并进入到这些孔洞319中。该多个弹簧支架340形成于板332的一个内表面346上以支撑这些弹簧324。偏置板332还支撑多个偏置线圈弹簧344（通过多个支架347），这些偏置线圈弹簧在板332的外表面346与形成于板312的表面338中的多个孔口343之间延伸。

一个线圈外壳构件，总体上以348表示，具有形成于该构件348的一个部分352的一个外轴向延伸表面350上的多个花键333，静止外壳348通过这些花键而花键接合到静止箱317上。一个电磁线圈354被安置在外壳构件348内的一个空腔356内，并且因此也是静止的。线圈354具有许多匝数并且优选嵌入一种合适的树脂内并被这种树脂环绕。线圈外壳348由例如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料构成。当线圈354被通电时，该线圈354对抗这些弹簧344的偏置作用而将从表面345延伸的板312的多个部分337吸引到外壳348上。线圈354通过一个DC电压源360通电，该电压源是由一个开关362的形式的控制器控制的。到线圈354的接线364从源360和开关362延伸穿过一个通道366，该通道是穿过外壳348形成的。

这些支柱322在其凹区320中进行枢轴旋转（通过·弹簧324的偏置作用）以接合多个间隔开的锁定构形或凹口370，这些锁定构形或凹口形成于可旋转的凹口板（总体上以374表示）的一个径向延伸表面372中。这些支柱322在板332和这些所支撑的弹簧324朝向板312移动期间接合锁定构形370。凹口板374通过形成于凹口板374的内轴向延伸表面375上的内部花键378联接到一个花键接合的、可旋转的毂376上，以便围绕一个旋转轴线相对于板312并且在其内旋转。

一个卡环380被置于形成在板312的一个内轴向延伸表面365中的一个凹槽382内，以将凹口板374和板312保持在一起。环380将板374和312维持在一起并且防止板374的轴向移动（图3中向左侧）

这些支柱322将凹口板374在围绕一个旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上锁定到凹区板312上，但允许在围绕该旋转轴线的相反方向上自由旋转。如前所述，其他操作配置也是可能的。当线圈354为“打开”时，这些支柱322锁定凹口板374。当板312在电枢线圈354被停止通电后移动离开线圈外壳348时，这些支柱322解锁凹口板374。通电的线圈354产生一个磁通量或磁场，该磁通量或磁场可以被认为是流动穿过线圈外壳348，穿过板312的这些部分337并且跨过该线圈外壳348与该板312的这些部分337之间的多个小气隙。产生了磁通量密度以便在外壳348与板312之间提供一个吸引力。

图4是根据本发明构造的、总体上以410表示的一个可控的单向离合器或联接组件的第四实施方案的上半部（因对称而出于简单的目的）的部分断开的并且在横截面（但不示出任何剖面线）中的一个侧面示意图。组件410包括一个环形的凹区板，总体上以412表示。板412的一个外轴向延伸表面414具有多个外花键416，以便将板412联接到一个可旋转的毂417和一个可旋转的外外壳构件（总体上以415表示）上。

板412的一个内径向延伸表面418形成有多个间隔开的凹区420（仅示出其中一个），多个支柱422（仅示出其中一个）通常被容纳并保持在这些间隔开的凹区中。每个支柱422的一个末端部分可以通过置于凹区420的一个孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得该支柱422通常被维持在其凹区420中。当这些弹簧424支撑于其上的一个L形偏置电枢板或构件（总体上以432表示）朝向每个支柱422的相对末端部分移动时，该支柱422的该相对末端部分通过一个弹簧424可控地偏置。这些弹簧424在延伸穿过凹区板412的多个孔洞419内移动以便克服这些线圈弹簧的偏置。

这些弹簧424延伸穿过板412的一个外径向延伸表面438，进入到这些孔洞419并且进入该凹区420中。多个弹簧支架可以形成于板432的一个内表面442上以支撑这些弹簧424。然而，在该实施方案中，这些弹簧424被支撑在形成于板432中的多个孔口434内。偏置板432还支撑多个偏置线圈弹簧444（通过支架443），这些偏置线圈弹簧在板432的外表面445与形成于构件415的表面446上的多个支架447之间延伸。外壳构件415的一个部分452的一个表面450被花键接合到板412的外表面414上，这样使得构件415、凹区板412以及毂417一起旋转。

一个具有许多匝数的线圈454优选被嵌入一种合适的树脂内并被这种树脂环绕，该树脂在静止线圈外壳（总体上表示为448）的一个空腔456内。线圈外壳448由例如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料构成。当通过由开关462的形式的控制器控制的一个DC电压源460对线圈454进行通电时，线圈454对抗这些弹簧444的偏置作用而将偏置电枢板432的一个部分437吸引到外壳448上。到线圈454的接线464从电压源460和开关462延伸穿过一个通道466，这个通道是穿过外壳448形成的。

这些支柱422在其凹区420中进行枢轴旋转（通过弹簧424的偏置作用），以便接合形成于可旋转的凹口板（总体上以474表示）的一个径向延伸表面472中的间隔开的多个锁定构形或凹口470。这些支柱422在板432朝向板412移动期间接合这些锁定构形470。凹口板474通过形成于该凹口板474的内轴向延伸表面475上的多个内部花键478联接到一个花键接合的、可旋转的毂476上，以围绕一个旋转轴线相对于板412并且在其内旋转。毂417和毂476可能以相同的角速度旋转，或者可能不以相同的角速度转动。

一个卡环480被置于形成在板412的一个内轴向延伸表面465中的一个凹槽482内，以将凹口板474保持到板412上。环480将板474和板412维持在一起并且防止板474轴向移动（图4中向左侧）。

这些支柱422将凹口板474在围绕一个旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上锁定到凹区板412上，但允许在围绕该旋转轴线的相反方向上自由转动。如前所述，其他操作配置也是可能的。当线圈454由于这些弹簧444的偏置作用而为“关闭”时，这些支柱422锁定凹口板474。当板432和其所支撑的弹簧424在电枢线圈454通电期间朝向线圈外壳448移动时，这些支柱422解锁凹口板474。通电的线圈454产生一个磁通量或磁场，该磁通量或磁场可以被认为是流动穿过线圈外壳448，穿过板412的部分437并且跨过该线圈外壳448与该电枢板432的该部分437之间的这些小气隙。增加磁通量的密度以便在外壳448与板432之间提供一个吸引力。

图5是根据本发明构造的、总体上以510表示的一个可控的单向离合器或联接组件的第五实施方案的上半部（因对称而出于简单的目的）的部分断开的且在横截面中（但不示出任何剖面线）的一个侧面示意图。组件510包括一个环形的凹区板，总体上以512表示。板512的一个外轴向延伸表面514具有多个外花键516，以便使板512联接到一个变速箱或可旋转毂517'上。因此，凹区板512在本实施方案中可以对应地是静止的或可旋转的。

板512的一个内径向延伸表面518形成有多个间隔开的凹区520（仅示出其中一个），多个支柱522（仅示出其中一个）通常被容纳并保持在这些间隔开的凹区中。每个支柱522的一个末端部分可以通过被置于凹区520的一个孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得该支柱522被维持在其凹区520中。当这些弹簧524支撑（在支架540处）于其上的一个L形偏置电枢板或构件（总体上以532表示）朝向穿过凹区板512形成的多个孔洞519内的每个支柱522的相对末端部分移动以便克服这些线圈弹簧的偏置时，该支柱522的该相对末端部分通过一个弹簧524可控地偏置。

一个线圈外壳构件，总体上以548表示，具有形成于该构件548的一个部分552的一个内轴向延伸表面550上的多个花键，外壳548通过这些花键而花键接合到变速箱517上。置于外壳548内的空腔556内的一个电磁线圈554是静止的。

弹簧524穿过板512的一个外径向延伸表面538延伸到这些孔洞519中并且到这些凹区520中。多个弹簧支架540形成于板532的一个内表面542上以便支撑这些弹簧524的末端。偏置板532也支撑在板532的外表面545与弹簧支架547处的一个线圈弹簧支撑构件549的一个内表面546之间延伸的多个偏置线圈弹簧544（在支架543处）。卡环551被置于形成在板512的一个轴向延伸部分555中的一个凹槽553内。板532和构件549花键接合到板512的这个部分555上，以便通过一个轴承590随该板512一起相对于外壳548旋转，如果板512是可旋转的，那么该轴承可旋转地支撑板532。

线圈554具有许多匝数并且优选被嵌入一种合适的树脂内并被这种树脂环绕。线圈外壳548由例如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料构成。当通过由开关562的形式的控制器控制的一个DC电压源560对线圈554通电时，该线圈对抗弹簧544的偏置作用而吸引偏置电枢板532向图5中的右侧移动。到线圈554的接线564从源560和开关562延伸穿过一个通道566，这个通道是穿过外壳548形成的。

这些支柱522在其凹区520中进行枢轴旋转（通过弹簧524的偏置作用），以便接合形成于可旋转的凹口板（总体上以574表示）的一个径向延伸表面572中的多个间隔开的锁定构形或凹口570。这些支柱522在板532朝向板512移动期间接合这些锁定构形570。凹口板574通过形成于凹口板574的内轴向延伸表面575上的多个内部花键578联接到一个花键接合的、可旋转的毂（未示出）上，以便围绕一个旋转轴线相对于板512并且在其内旋转。

一个卡环580被置于形成在板512的一个内轴向延伸表面565中的一个凹槽582内，以便将凹口板574保持到板512上。环580将板574和板512维持在一起并且防止板574轴向移动（图5中向左侧）。

这些支柱522将凹口板574在围绕一个旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上锁定到凹区板512上，但允许在围绕该旋转轴线的相反方向上自由转动。如前所述，其他操作配置也是可能的。当线圈554为“关闭”时，这些支柱522锁定凹口板574。当板532和这些所支撑的弹簧524在电枢线圈554通电期间向如图5所示的右侧移动时，这些支柱522解锁凹口板574。通电的线圈554产生一个磁通量或磁场，该磁通量或磁场可以被认为流动穿过线圈外壳548，穿过板532的一个部分537并且跨过该线圈外壳548与该电枢板532之间的多个小气隙。产生了磁通量的密度以便在外壳548与板532之间提供一个吸引力，从而将板532向如图5所示的右侧移动。

图6是根据本发明构造的、总体上以610表示的一个可控的单向离合器或联接组件的第六实施方案的上半部（因对称而出于简单的目的）的部分断开的且在横截面中（但不示出任何剖面线）的一个侧面示意图。组件610包括一个环形的凹区板，总体上以612表示。板612的一个外轴向延伸表面614具有多个外花键616，板612通过这些外花键联接或花键接合到一个构件617'上，该构件可以是一个变速箱或一个可旋转的毂。因此，板612在本实施方案中可以是静止的或可旋转的。花键616也将板612联接到一个T形的偏置板，总体上以632表示，该T形的偏置板通过可旋转地支撑该板632的一个套管690而随板612一起旋转

板612的一个内径向延伸表面618形成有多个间隔开的凹区620（仅示出其中一个），多个支柱622（仅示出其中一个）被容纳并保持在这些凹区中。每一个支柱622的一个末端部分可以通过置于凹区620的一个孔口内的一个线圈弹簧（未示出）向外偏置，这样使得这些支柱622通常被维持在其凹区620之中。当这些弹簧624支撑于其上的环形偏置电枢板或构件632朝向每一个支柱622的相对末端部分移动时，该支柱622的该相对末端部分通过一个弹簧624而可控地偏置。这些弹簧624延伸穿过多个孔洞619并且在其中穿过凹区板612以便克服这些线圈弹簧的偏置

总体上以648表示的一个线圈外壳构件具有形成于构件648的一个部分652的一个内轴向延伸表面650上的多个花键633，外壳648通过这些花键而花键接合到一个变速箱617上。一个电磁线圈654被置于外壳648内的一个空腔656内，这样使得该线圈654是静止的。

这些弹簧624延伸穿过板612的一个外径向延伸表面638并且进入这些孔洞619内。多个弹簧支架640形成于板632的一个内表面642上以便支撑这些弹簧624。偏置板632也支撑多个偏置线圈弹簧644，这些偏置线圈弹簧在板632的外表面646与形成于板612的表面638中的多个开口643之间延伸。

线圈654具有许多匝数并且优选地嵌入一种适合的树脂内并且由其环绕。线圈外壳648是由如钢或可锻铸铁的一种顺磁性材料构成。当用一个DC电压源660对线圈654进行通电时，该线圈吸引偏置电枢板632的一个部分637对抗弹簧644的偏置作用而移动至相对外壳648的左侧（如图6所示）。通过开关662形式的控制器来控制电源660。至线圈654的接线664从电源660和开关662延伸穿过一个通道666，这个通道是穿过外壳648形成的。

这些支柱622在其凹区620中进行枢轴旋转（通过弹簧624的偏置作用）以便接合多个间隔开的锁定构形或凹口670，这些锁定构形或凹口形成于总体上以674表示的、可旋转的凹口板的一个径向延伸表面672中。在板632朝向板612移动期间，这些支柱622接合这些锁定构形670。凹口板674通过形成于凹口板674的内轴向延伸表面675上的多个内部花键678联接至一个花键接合的、可旋转的毂676上，以便围绕一个旋转轴线相对于板612并且在其内旋转。

一个卡环680被置于形成在板612的一个内轴向延伸表面665中的凹槽682内部以便将凹口板674保持到板612上。环680将板674和板612维持在一起以便防止板674的轴向移动（图6中向左侧）。

这些支柱622将凹口板674在围绕一个旋转轴线的相对旋转运动的一个方向上锁定至凹区板612上，但允许在围绕该旋转轴线的相反方向上自由转动。如前所述，其他操作配置也是可能的。当线圈654为“打开”或通电时，这些支柱622锁定凹口板674。当电枢线圈654被“关闭”时，当板632和这些所支撑的弹簧624借助于弹簧644而移动至图6中的右侧时，这些支柱622解锁凹口板674。通电的线圈654产生一个磁通量或磁场，这个磁通量或磁场可以被视为流动穿过线圈外壳648，穿过板632的该部分637，并且跨过线圈外壳648与电枢板632之间的这些小气隙。产生了磁通量密度以在外壳648与板632的该部分637之间提供一个吸引力，从而将板632移动至图6中的左侧。

尽管上文描述了示例性实施方案，但是并不期望这些实施方案描述本发明的所有可能的形式。而是，在本说明书中使用的语言是描述性而非限制性的语言，并且应理解的是可以在不背离本发明的精神和范围的情况下做出不同改变。此外，不同的实施方案的特征可以被结合来形成本发明的另外的实施方案。

Claims (30)

1.一种超速联接和控制组件，包括：

第一和第二联接构件，这些联接构件被支撑用于围绕一个共用的旋转轴线彼此相对旋转，该第一联接构件具有一个联接第一面，该联接第一面被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第一方向，并且该第二联接构件具有一个联接第二面，该联接第二面与该第一面相对并且被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第二方向，该第二联接构件具有一个第三面，该第三面与该第二面间隔开并且被定向成轴向地面对该第一方向；该第二面具有围绕该旋转轴线间隔开的一组凹区，该组中的每个凹区具有由其容纳的一个支柱；该第一面具有一组锁定构形，该组锁定构形在这些支柱从该组凹区向外伸出时由这些支柱接合以便防止该第一和第二联接构件在围绕该轴线的至少一个方向上彼此相关的相对旋转；该第三面具有一组通道，该组通道围绕该旋转轴线间隔开并且与它们对应的多个凹区连通；

一个支撑构件；以及

一个机电致动器子组件，该机电致动器子组件包括：

一个电磁感应线圈，用于当该线圈通电时产生一个磁通量，其中该支撑构件与该第二联接构件中的一个构件是该子组件的一个电枢构件，该电枢构件被安装成用于沿着该旋转轴线相对于该第一联接构件在对应于该组件的一个第一模式的一个第一位置与对应于该组件的一个第二模式的一个第二位置之间进行受控的切换移动；

由该支撑构件支撑的一组致动器，该组通道中的每个通道具有由其容纳的一个致动器，以便对在其对应的凹区内的其对应的支柱进行致动，从而使得其对应的支柱移动到与这些锁定构形相接触而将该第一和第二联接构件联接用以在该电枢构件的这些位置之一中在围绕该旋转轴线的至少一个方向上彼此一同旋转；以及

至少一个偏置构件，该至少一个偏置构件沿着该旋转轴线在该电枢构件上施加偏置力，其中当该线圈通电时一个控制力被施加到该电枢构件上，以便致使该电枢构件对抗该至少一个偏置构件的偏置力而沿着该旋转轴线从其第一位置移动到其第二位置，并且其中在没有该控制力时，该至少一个偏置构件将该电枢构件沿着该旋转轴线从该第二位置移回到该第一位置。

2.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中这些支柱各自具有一个末端，该末端是从其对应的凹区向外枢转地可移动的。

3.如权利要求2所述的超速联接和控制组件，进一步包括一组偏置构件，这些偏置构件使其对应的多个支柱对抗它们对应的末端的离开其对应的凹区朝向这些锁定构形的枢转移动来进行偏置，其中该组致动器使其对应的支柱的这些末端对抗该组偏置构件的偏置而枢转并与这些锁定构形相接触以便使该第一和第二联接构件相联接用以在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上彼此一同旋转，并且其中该组偏置构件被配置成使每个对应的支柱的这些末端移回到其对应的凹区中以便允许这些联接构件在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上的相对旋转。

4.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件被置于该第二联接构件与该支撑构件之间以便将该支撑构件推向其第一位置。

5.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该第一位置是一个超速位置，该第一模式是一种超速模式，该第二位置是一个锁定位置，并且该第二模式是一种锁定模式。

6.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该第一位置是一个锁定位置，该第一模式是一种锁定模式，该第二位置是一个超速位置，并且该第二模式是一种超速模式。

7.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中这些支柱包括至少一个向前的支柱。

8.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该组致动器包括多个弹簧致动器。

9.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该第一、第二以及第三面是总体上环形的并且相对于该旋转轴线总体上径向地延伸的。

10.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该子组件包括一个静止的外壳，该外壳具有其中容纳了该线圈的一个空腔，该外壳具有一个开口，该电枢构件在被施加了该控制力时在该开口处沿着该旋转轴线移动。

11.如权利要求10所述的超速联接和控制组件，其中该电枢构件在该开口处移动进入该空腔之中。

12.如权利要求10所述的超速联接和控制组件，其中该电枢构件横穿该开口移动。

13.如权利要求10所述的超速联接和控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该子组件进一步包括用于可旋转地支撑该支撑构件的一个轴承。

14.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该第二联接构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件被置于该第二联接构件与该支撑构件之间以便将该第二联接构件推向其第一位置。

15.如权利要求1所述的超速联接和控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件将该支撑构件推向其第一位置。

16.一种超速离合与控制组件，包括：

第一和第二离合器构件，这些离合器构件被支撑以用于围绕一个共用的旋转轴线彼此相对旋转，该第一离合器构件具有一个联接第一面，该联接第一面被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第一方向，并且该第二离合器构件具有一个联接第二面，该联接第二面与该第一面相对并且被定向成轴向地面对沿该旋转轴线的一个第二方向，该第二离合器构件具有一个第三面，该第三面与该第二面间隔开并且被定向成轴向地面对该第一方向；该第二面具有围绕该旋转轴线间隔开的一组凹区，该组的每个凹区具有由其容纳的一个支柱；该第一面具有一组锁定构形，该组锁定构形在这些支柱从该组凹区向外伸出时由这些支柱接合以便防止该第一和第二离合器构件在围绕该轴线的至少一个方向上彼此相关的相对旋转；该第三面具有一组通道，该组通道围绕该旋转轴线间隔开并且与它们对应的多个凹区连通；

一个支撑构件；以及

一个机电致动器子组件，该机电致动器子组件包括：

一个电磁感应线圈，用于在该线圈通电时产生一个磁通量，其中该支撑构件与该第二离合器构件中的一个构件是该子组件的一个电枢构件，该电枢构件被安装成用于沿着该旋转轴线相对于该第一离合器构件在对应于该组件的一个第一模式的一个第一位置与对应于该组件的一个第二模式的一个第二位置之间进行受控的切换移动；

由该支撑构件支撑的一组致动器，该组通道中的每个通道具有由其容纳的一个致动器以便对在其对应的凹区内的其对应的支柱进行致动，从而使得其对应的支柱移动到与这些锁定构形相接触而将该第一和第二离合器构件联接用以在该电枢构件的这些位置之一中在围绕该旋转轴线的至少一个方向上彼此一同旋转；以及

至少一个偏置构件，该至少一个偏置构件沿着该旋转轴线在该电枢构件上施加偏置力，其中当该线圈通电时一个控制力被施加到该电枢构件上，以便致使该电枢构件对抗该至少一个偏置构件的偏置力而沿着该旋转轴线从其第一位置移动到其第二位置，并且其中在没有该控制力时，该至少一个偏置构件将该电枢构件沿着该旋转轴线从该第二位置移回到该第一位置。

17.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中这些支柱各自具有一个末端，该末端是从其对应的凹区向外枢转地可移动的。

18.如权利要求17所述的超速离合与控制组件，进一步包括一组偏置构件，这些偏置构件对其对应的多个支柱对抗它们对应的末端的离开其对应的凹区朝向这些锁定构形的枢转移动进行偏置，其中该组致动器使其对应的支柱的这些末端对抗该组偏置构件的偏置而枢转并与这些锁定构形相接触以便使该第一和第二离合器构件相联接用以在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上彼此一同旋转，并且其中该组偏置构件被配置成使每个对应的支柱的这些末端移回到其对应的凹区中以便允许这些离合器构件在围绕该旋转轴线的该至少一个方向上的相对旋转。

19.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件被置于该第二离合器构件与该支撑构件之间以便将该支撑构件推向其第一位置。

20.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该第一位置是一个超速位置，该第一模式是一种超速模式，该第二位置是一个锁定位置，并且该第二模式是一种锁定模式。

21.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该第一位置是一个锁定位置，该第一模式是一种锁定模式，该第二位置是一个超速位置，并且该第二模式是一种超速模式。

22.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中这些支柱包括至少一个向前的支柱。

23.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该组致动器包括多个弹簧致动器。

24.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该第一、第二以及第三面是总体上环形的并且相对于该旋转轴线总体上径向地延伸的。

25.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该子组件包括一个静止的外壳，该外壳具有其中容纳了该线圈的一个空腔，该外壳具有一个开口，该电枢构件在被施加了该控制力时在该开口处沿着该旋转轴线移动。

26.如权利要求25所述的超速离合与控制组件，其中该电枢构件在该开口处移动进入该空腔之中。

27.如权利要求25所述的超速离合与控制组件，其中该电枢构件横穿该开口移动。

28.如权利要求25所述的超速离合与控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该子组件进一步包括用于旋转地支撑该支撑构件的一个轴承。

29.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该第二离合器构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件被置于该第二离合器构件与该支撑构件之间以便将该第二离合器构件推向其第一位置。

30.如权利要求16所述的超速离合与控制组件，其中该支撑构件是该电枢构件，并且其中该至少一个偏置构件将该支撑构件推向其第一位置。