CN103388633A

CN103388633A - 用于车辆的离合致动器

Info

Publication number: CN103388633A
Application number: CN2012104834836A
Authority: CN
Inventors: 李振雨; 郑义熙; 甘政宪
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: KR101294198B1; US8887885B2; CN103388633B; US20130292224A1; EP2662584A1

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的离合致动器，包括可移动构件，所述可移动构件连接至动力发生单元并被构造成通过由所述动力发生单元提供的动力而直线移动；和杠杆，所述杠杆在其一个端部处具有枢轴点，并且在其相对端部处连接至分离叉，从而提供作用点，所述杠杆被构造成所述作用点的位置改变，使得当施力点被所述可移动构件推动时，所述杠杆围绕所述枢轴点旋转，并且当所述杠杆围绕所述枢轴点旋转时，所述作用点和所述施力点之间的长度缩短，且所述杠杆的旋转力随着所述分离叉朝向所述枢轴点的移动而增大。

Description

用于车辆的离合致动器

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月7日提交的韩国专利申请第10-2012-0047849号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及用于车辆的离合致动器，更具体地，涉及用于车辆的离合致动器，所述离合致动器可以通过使用小容量的电动机操作高负载的离合器。

背景技术

近年来，车辆生产商已经以各种方式开发了混合动力车辆、电动车辆、手动变速器的自动化等，从而改进车辆的燃料效率。其中，竞争性地开发了自动化的手动变速器，所述自动化的手动变速器具有与一般的液压控制的自动变速器相同水平的变速感觉和价格竞争性，同时具有比混合动力车辆或电动车辆更高的价格竞争力，并且也使燃料效率改进了6%至8%。

虽然自动化的手动变速器使用传统的手动变速器的手动变速机制，其与手动变速器的变速机制的不同之处在于：致动器控制离合器的操作且变速杆不是手动的而是自动的。

图1显示了用于传统自动化的手动变速器的换挡杆的离合致动器的结构，且用于产生致动器的驱动力的电动机1通过减速器2连接至推动杆3，且分离叉4通过推动杆3的直线移动而上下摇动，从而操作分离轴承5。

然而，由于用于操作分离轴承的负载随着分离轴承的操作冲程的增加而快速增加，电动机的负载增加从而操作分离轴承，同时克服操作负载。因此，在离合器的操作过程中，电动机中消耗大量的电流，不利于车辆的燃料改进效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题。本发明的各个方面提供一种用于车辆的离合致动器，所述离合致动器通过使用小容量的电动机操作安装在离合器中的高负载的膜片弹簧，改进车辆的燃料效率。

本发明的各个方面提供一种用于车辆的离合致动器，包括：可移动构件，所述可移动构件连接至动力发生单元并被构造成通过由所述动力发生单元提供的动力而直线移动；和杠杆，所述杠杆在其一个端部处具有枢轴点，并且在其相对端部处连接至分离叉，从而提供作用点，所述杠杆被构造成所述作用点的位置改变，使得当施力点被所述可移动构件推动时，所述杠杆围绕所述枢轴点旋转，并且当所述杠杆围绕所述枢轴点旋转时，所述作用点和所述施力点之间的长度缩短，且所述杠杆的旋转力随着所述分离叉朝向所述枢轴点的移动而增大。

第一长度元件可以连接所述枢轴点和所述施力点，第二长度元件可以连接所述施力点和所述作用点，当所述杠杆围绕所述枢轴点旋转时，随着所述第二长度元件沿着所述杠杆连接至所述分离叉的端部的摩擦移动，所述施力点和所述作用点之间的长度缩短。

所述杠杆可以在所述施力点的一部分处朝向所述可移动构件弯曲。

所述动力发生单元可以为电动机，且所述电动机的轴和所述可移动构件可以借助于滚珠丝杠连接，使得所述电动机的旋转转化成所述可移动构件的直线移动。

由于所述可移动构件的推动所述杠杆的一个表面可以是倾斜的，当所述杠杆被所述可移动构件推动时，所述杠杆可以旋转同时所述杠杆可以沿着所述可移动构件的倾斜表面摩擦地移动。

所述可移动构件的倾斜表面可以具有平坦表面的形状。

所述可移动构件的倾斜表面可以具有弯曲表面的形状。

轴承可以安装在所述可移动构件的相对侧，当所述可移动构件推动所述杠杆时向所述相对侧施加排斥力。

第三长度元件的一个端部可以固定至所述枢轴点的相对侧，且弹性构件弹性地设置在所述第三长度元件的相对端部，从而提供弹力，所述弹力在所述杠杆的旋转过程中的所述杠杆的旋转方向上推出所述第三长度元件，从而增大所述杠杆的旋转力。

所述弹性构件可以为弹簧。

可以安装多个离合致动器，且所述分离叉可以独立地安装在双离合器中设置的离合器中，使得所述杠杆的安装在所述离合致动器中的端部分别联接至所述分离叉。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是显示根据相关技术的离合致动器的结构的图。

图2是显示根据本发明的示例性离合致动器在离合致动器的操作之前的整体结构的图。

图3是显示图2的离合致动器在离合致动器的操作之后的结构的图。

图4是显示在根据本发明的杠杆中通过第三类杠杆的原理使力加倍的示例性操作的图。

图5是显示在根据本发明的杠杆中通过第一类杠杆的原理使力加倍的示例性操作的图。

图6是显示用于将根据本发明的离合致动器应用于双离合器的示例性结构的图。

应当了解，所附附图不必按比例，显示了说明本发明的基本原理的各个优选特征的略微简化的画法。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记表示本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个具体实施方案，这些具体实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性具体实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性具体实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。

图2至6中显示的根据本发明的用于车辆的离合致动器包括：可移动构件20，所述可移动构件20连接至动力发生单元并被构造成通过由动力发生单元提供的力而直线移动；和杠杆30，所述杠杆30在其一个端部处具有枢轴点R，并且在其相对端部处连接至分离叉50，从而提供作用点W，杠杆30被构造成作用点W的位置改变，使得当施力点F1被可移动构件20推动时，杠杆30围绕枢轴点R旋转，并且当杠杆30围绕枢轴点R旋转时，作用点W和施力点F1之间的长度b缩短，且杠杆30的旋转力随着分离叉50朝向枢轴点R的移动而增大。

如图2中所示，杠杆30被构造成第一长度元件31连接枢轴点R和施力点F1，且第二长度元件32连接施力点F1和作用点W。当杠杆30围绕枢轴点R旋转时，施力点F和作用点W之间的长度b随着第二长度元件32沿着杠杆30的连接至分离叉50的端部的摩擦移动而缩短。

在这种情况下，杠杆30在施力点F1的部分处朝向可移动构件20弯曲，使得可移动构件20可以稳固地推动杠杆30的施力点F1。

此外，变速器控制单元（TCU）可以电连接至动力发生单元从而接收电信号以从TCU自动控制动力发生单元。

可移动构件20联接至动力发生单元的一个端部，可移动构件20安装在致动器外壳10内，且杠杆30可旋转地安装在致动器外壳10内从而围绕枢轴点R旋转。枢轴点R可以通过销钉可旋转地安装。

用于减少与可移动构件20的摩擦力的轴承可以安装在杠杆30被可移动构件20推动的施力点F1处，且轴承可以为滚柱轴承RB。轴承可以安装在分离叉50联接至杠杆30的相对端部的端部，亦即第二长度元件32的端部，使得分离叉50在致动器外壳10内平滑地直线移动，且轴承可以为滚柱轴承。

特别地，第二长度元件32的相对端部被安装，从而在直线移动分离叉50的一个端部以滚动或滑动的过程中与分离叉50的一个端部接触。因此，当通过推动可移动构件20使杠杆30旋转时，随着第二长度元件32的移动，通过改变连接至分离叉50的一个端部的作用点W的位置而缩短作用点W和施力点F1之间的长度b，这通过杠杆原理增加了杠杆30的旋转力。

在这种情况下，推动杆52可以联接至分离叉50且推动杆52的一个端部可以联接至杠杆30的相对端部，在这种情况下，推动杆52的轴平行于电动机M的轴设置，使得推动杆52随着可移动构件20的直线移动而直线移动。

在参考图2和4的详细描述中，枢轴点R是通过销钉旋转的支撑点，杠杆30被可移动构件20推动的中点为施力点F1，且杠杆30联接至分离叉50的相对端部为作用点W，因此如果施力点F1被可移动构件推动，杠杆30根据第三类杠杆原理而围绕支撑点旋转，从而向作用点W施加力。

在这种情况下，施力点F1和作用点W之间的距离b缩短且图中所示的角度θ减小，使得杠杆30的旋转力增加到由动力发生单元提供的驱动力上。因此，杠杆30通过比动力发生单元的驱动力更大的旋转力而旋转，从而用小容量的动力发生单元操作高负载的离合器。

在本发明中，动力发生单元可以为电动机M，且电动机M的轴和可移动构件20可以借助于滚珠丝杠22连接，使得电动机M的旋转转化成可移动构件20的直线移动。

亦即，可以通过使用由杠杆30的旋转力电驱动的电动机M而解决由于液压损失而造成的燃料效率的问题以及传统的液压致动器的问题。

如上所述，当使用电动机M时，可以使用滚珠丝杠22的结构从而将电动机M的旋转转化成直线移动，可以减小用于转化移动的装置的结构。

在本发明中，由于可移动构件20推动杠杆30的一个表面可以倾斜，当杠杆30被可移动构件20推动时，杠杆30旋转同时杠杆30沿着可移动构件20的倾斜表面摩擦地移动。

亦即，可移动构件20具有带倾斜表面的楔形形状。随着可移动构件20的直线移动，杠杆30的施力点F1被可移动构件20的倾斜表面推动，且杠杆30的施力点F1移动同时接触可移动构件20的倾斜表面。

在本发明中，可移动构件20的倾斜表面具有平坦表面的形状。在本发明中，可移动构件20的倾斜表面具有弯曲表面的形状。

亦即，如图2和3中所示，当可移动构件20的倾斜表面具有平坦表面的形状时，可移动构件20的一个表面上的倾斜角α在所有倾斜表面上始终恒定，因此当可移动构件20移动时，分离叉50与可移动构件20的位移成比例地不断移动。

在各个具体实施方案中，当可移动构件20的倾斜表面具有弯曲表面的形状时，可移动构件20的倾斜表面具有凸轮的形状，使得分离叉50可以变化地移动。

在此，如有必要，可移动构件20的倾斜表面可以具有平坦表面和弯曲表面的任何形状，或者可以具有平坦表面和弯曲表面组合的复杂形状。

在本发明中，轴承24安装在可移动构件20的相对侧，当可移动构件20推动杠杆30时向所述相对侧施加排斥力。亦即，轴承24安装在致动器外壳10内，且可移动构件20被安装从而接触轴承24，使得当可移动构件20推动杠杆30时，通过轴承24减少可移动构件20的摩擦力。因此，可移动构件20可以平滑移动。在这种情况下，轴承24可以是滚针轴承。

同时，在本发明中，第三长度元件33的一个端部可以固定至枢轴点R的相对侧，使得第三长度元件33被构造为随着杠杆旋转，且弹性构件40可以弹性地设置在第三长度元件33的相对端部，从而提供弹力，所述弹力在杠杆30的旋转过程中以杠杆30的旋转方向推出第三长度元件33，增加杠杆30的旋转力。

在此，弹性构件40的一个端部可旋转地联接至第三长度元件33，且弹性构件40的相对端部可旋转地联接至致动器外壳10的内表面，使得当杠杆30旋转时，弹性构件40施加力，所述力结合第三长度元件33的旋转以其旋转方向推出第三长度元件33。然后，弹性构件40可以是在其压缩过程中提供弹力的弹簧。

在参考图2和5的详细描述中，枢轴点R是通过销钉旋转的支撑点，借助于弹簧向第三长度元件33提供弹力的部分是施力点F2，且杠杆30联接至分离叉50的相对端部为作用点W，使得如果弹簧向第三长度元件33施加弹力，杠杆30根据第一类杠杆原理围绕支撑点旋转，从而向作用点W施加力。

在这种情况下，施力点F1和作用点W之间的长度b缩短，且支撑点和作用点W之间的长度d缩短，使得弹簧的弹力增加到通过电动机M的驱动力而旋转的第三长度元件33的旋转力上。因此，杠杆30和第三长度元件33通过比动力发生单元的驱动力更大的旋转力而旋转，从而用小容量的电动机M操作高负载的离合器。

同时，在本发明中，如图6中所示，可以安装多个离合致动器1，且分离叉50可以独立地安装在双离合器中设置的离合器中，使得杠杆30安装在离合致动器1中的端部分别联接至分离叉50。

亦即，可以模组化两个离合致动器1，从而用作用于双离合变速器（DCT）的离合致动器1。在这种情况下，可以平行地模组化两个离合致动器1，并且分别设置在离合器中的两个分离叉50可以彼此平行设置，从而与离合致动器1一起形成模块。

参考图2和3，将详细描述本发明的操作和效果。

如果电动机M被变速器控制单元（TCU）自动地电控制从而旋转，可移动构件20通过滚珠丝杠22而直线移动。

然后，可移动构件20推动杠杆30的施力点F1，且杠杆30围绕枢轴点R旋转，从而通过使用弹簧提供弹力以推出第三长度元件33。

此外，设置在分离叉50的一个端部处的滚柱轴承RB被推动，分离叉50上下摇动从而旋转，并操作分离轴承54和膜片弹簧56，操作压力板从而操作离合器。

如上所述，在本发明中，具有第一长度元件31和第三长度元件33的杠杆由于第一类杠杆和第三类杠杆原理的组合而旋转。亦即，弹簧的弹力通过第一类杠杆原理形成作用点W，且可移动构件20的推力通过第三类杠杆原理形成作用点W。这两个力组合从而克服离合器的高负载。

亦即，参考附图，当杠杆30围绕枢轴点R旋转时，第一长度元件31和第三长度元件33的长度a和c不改变，但是从枢轴点R至作用点W的直线长度d与形成作用点W的第二长度元件32一起缩短。亦即，作用点W改变。

此外，当杠杆30围绕枢轴点R旋转时，可移动构件20的施力点F1的部分的垂直下方的虚构点和作用点W之间的角度θ缩小，第二长度元件32和角度θ改变。因此，杠杆30的旋转力加倍并且可以通过小容量的电动机M操作高负载的离合器。

在由弹簧施加的施力点F2的一个方面，由于枢轴点R和作用点W之间的直线长度d缩短，由弹簧造成的弹力加倍。

根据本发明，可以通过使用第一类杠杆和第三类杠杆原理放大杠杆和第三长度元件的旋转力，从而使用小容量的电动机操作高负载的离合器。因此，可以通过减少电动机的电流消耗而改进燃料效率，并且可以通过使用小容量的电动机而减轻致动器的重量。

此外，本发明可以通过多个离合致动器应用于双离合变速器类型的自动化的手动变速器。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性具体实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性具体实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims

1.一种用于车辆的离合致动器，包括：可移动构件，所述可移动构件连接至动力发生单元并被构造成通过由所述动力发生单元提供的动力而直线移动；和

杠杆，所述杠杆在其一个端部处具有枢轴点，并且在其相对端部处连接至分离叉，从而提供作用点，所述杠杆被构造成所述作用点的位置改变，使得当施力点被所述可移动构件推动时，所述杠杆围绕所述枢轴点旋转，并且当所述杠杆围绕所述枢轴点旋转时，所述作用点和所述施力点之间的长度缩短，且所述杠杆的旋转力随着所述分离叉朝向所述枢轴点的移动而增大。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中第一长度元件连接所述枢轴点和所述施力点，第二长度元件连接所述施力点和所述作用点，当所述杠杆围绕所述枢轴点旋转时，随着所述第二长度元件沿着所述杠杆的连接至所述分离叉的端部的摩擦移动，所述施力点和所述作用点之间的长度缩短。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中所述杠杆在所述施力点的一部分处朝向所述可移动构件弯曲。

4.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中所述动力发生单元为电动机，且所述电动机的轴和所述可移动构件借助于滚珠丝杠连接，使得所述电动机的旋转转化成所述可移动构件的直线移动。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中由于所述可移动构件的推动所述杠杆的一个表面是倾斜的，当所述杠杆被所述可移动构件推动时，所述杠杆旋转同时所述杠杆沿着所述可移动构件的倾斜表面摩擦地移动。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的离合致动器，其中所述可移动构件的倾斜表面具有平坦表面的形状。

7.根据权利要求5所述的用于车辆的离合致动器，其中所述可移动构件的倾斜表面具有弯曲表面的形状。

8.根据权利要求5所述的用于车辆的离合致动器，其中轴承安装在所述可移动构件的相对侧，当所述可移动构件推动所述杠杆时向所述相对侧施加排斥力。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中第三长度元件的一个端部固定至所述枢轴点的相对侧，且弹性构件弹性地设置在所述第三长度元件的相对端部，从而提供弹力，所述弹力在所述杠杆的旋转过程中的所述杠杆的旋转方向上推出所述第三长度元件，从而增大所述杠杆的旋转力。

10.根据权利要求9所述的用于车辆的离合致动器，其中所述弹性构件为弹簧。

11.根据权利要求1所述的用于车辆的离合致动器，其中安装多个离合致动器，且所述分离叉独立地安装在双离合器中设置的离合器中，使得所述杠杆的安装在所述离合致动器中的端部分别联接至所述分离叉。