CN103403380A - 从动离合装置 - Google Patents

Abstract

一种从动离合部件，其包括带有从动构件的离合器总成，该离合器总成包括：驱动件、承载件、卷簧以及触发器，该触发器能够操作以选择性地实现螺旋盘圈的一部分与从动构件啮合或分离。离合器总成内的各种旋转部件例如驱动件其构造本身具有相对较低的惯性。

Description

从动离合装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年12月16日提交的美国临时专利申请No.61/423,880以及于2010年12月24日提交的美国临时专利申请No.61/427133的优先权，上述申请中的每个申请的全部公开内容通过参引结合在本文中。

技术领域

本公开涉及一种从动离合装置。

背景技术

本部分提供了涉及本公开内容的背景信息，该背景信息未必是现有技术。

许多车辆发动机系统包括一个或多个部件——通常称作配件，所述一个或多个部件通过由发动机提供的旋转动力来操作。这种部件的示例包括但不限于交流发电机、泵、压缩机、增压器以及风扇。这些部件通常借助带、链或者齿轮系安装至发动机并且联接至发动机曲轴。

虽然这类部件广泛应用，但是已经发现了有关它们在驱动系统中的操作的一些问题。例如，此类部件通常在构造上在发动机运行期间连续地操作。然而，在某些情况下，选择性地阻止该部件的操作可能是有利的。一种此类情况涉及当发动机相对冷时对冷却剂泵或者冷却风扇的操作。例如，在此情形下，阻止冷却剂泵或冷却风扇的操作以允许发动机更快地加热到理想运行温度将是可取的。

国际专利申请公布WO2010/054487公开了一些具有离合器总成的部件，所述离合器总成允许在发动机运行期间对该部件进行选择性操作。然而，我们已经注意到，虽然WO2010/054487公开了多个非常稳健的离合器系统，但是仍然存在这些离合器系统难以封装至部件中的情况。一种示例性情形包括将离合器系统集成到目前正在生产的车辆部件中。因此，在现有技术中仍然需要具有相对紧凑的离合器系统的从动离合部件。

发明内容

本部分提供本发明公开内容的总体概述，该部分不是其全部范围或其全部特征的全面公开。

在一种形式中，本公开内容提供了一种从动离合部件，该从动离合部件包括带有从动构件的离合器总成，离合器总成包括：驱动件、承载件、卷簧、保持件以及触发器。从动构件具有离合器功能的表面并且在构造上联接到旋转动力源。承载件抵接驱动件。卷簧盘绕在承载件上并且包括柄脚、啮合部、多个螺旋盘圈。柄脚从卷簧的第一轴端延伸。啮合部设置在卷簧的相反的第二轴端上。啮合部延伸少于一个螺旋盘圈并且接触驱动件。触发器能够操作以选择性地实现螺旋盘圈的至少一部分与离合器功能的表面啮合或分离。驱动件包括驱动件凸片，其与卷簧的啮合部的轴端面接触。保持件包括抵接驱动件凸片的保持件凸片。

在另一形式中，本公开内容提供了一种从动离合部件，该从动离合部件包括带有从动构件的离合器总成，离合器总成包括：驱动件、承载件、卷簧、保持件以及触发器。从动构件具有离合器功能的表面并且在构造上联接到旋转动力源。承载件抵接驱动件。卷簧盘绕在承载件上并且包括柄脚、啮合部、多个螺旋盘圈。柄脚从卷簧的第一轴端延伸。啮合部设置在卷簧的相反的第二轴端上。啮合部延伸少于一个螺旋盘圈并且接触驱动件。触发器能够操作以选择性地实现螺旋盘圈的至少一部分与离合器功能的表面啮合或分离。保持件沿轴向方向组装并固定至驱动件。承载件和卷簧设置在保持件与驱动件之间。

适用性的其它方面通过本文提供的描述将变得显而易见。本概要中的描述及具体示例仅用于示例性目的，而无意于限制本公开的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅用于说明所选实施方式而非所有可能的实施方式的目的，并且所述附图无意限制本公开内容的范围。

图1为根据本公开教示构造的从动离合部件的分解立体图；

图2和图3为图1的从动离合装置的一部分的分解立体图，更详细地示出了驱动件；

图4为图1的从动离合装置的一部分的分解立体图，更详细地示出了驱动件、承载件、卷簧以及保持件；

图5为图1的从动离合装置的一部分的正视图，示出了卷簧的端部抵接驱动件上的驱动件凸片和对驱动件凸片进行支撑的保持件上的保持件凸片；

图6为承载件的立体图；

图7为图1的从动离合装置的一部分的分解立体图，更详细地示出了滑轮定位架（sheave spacer）、轴承、驱动件、承载件、卷簧以及保持件；

图8为替代性地构造的具有减重孔的驱动件的立体图；以及

图9为根据本公开教示构造的第二从动离合部件的分解立体图。

在所有附图中，对应的附图标记表示对应的部件。

具体实施方式

现在将参照附图对示例性实施方式进行更全面地描述。

参照图1，根据本公开教示构造的从动离合装置总体上用附图标记300表示。与现有技术中的一些离合器总成相比，该从动离合装置300具有降低的成本和改进的性能。从动离合装置300能够包括具有毂302的驱动件1，毂302能够呈管状形状并且能够固定地连接诸如水泵（未示出）之类的从动部件的输入轴（未示出）。例如，该连接可以为任何适当方式，例如过盈配合连接、螺纹连接、花键连接和/或键连接。

毂302能够具有外表面303，外表面303能够对轴承304进行支撑，轴承304又能够可旋转地支撑滑轮定位架306，滑轮定位架306又具有安装在其上的滑轮（未示出）。可以理解，在替代性方案中，滑轮定位架306和滑轮能够整体地形成。

从动离合装置300还能够包括能够固定地安装至毂302的外构件310。该外构件310能够用具有比形成毂302所用材料更低强度的材料制成以降低驱动件1的制造成本。该更低强度可以通过用比毂302的材料更薄壁的材料制造外构件310来获得。替代性地或附加地，外构件310的材料可以选择为较弱强度的材料，例如比选择用于毂302的钢材更低等级的钢材。可以理解，用于外构件310的材料可以是比用于毂302的材料更强强度的材料（例如，更高等级的钢）。然而，由于与以前已知的驱动件的类似部分相比降低了外构件310所需要的强度，因此外构件310能够用比以前的驱动件更薄的壁制成。因而，本文所描述和要求保护的发明的目的不必为使外构件由与毂302不同的材料（例如，较弱强度的材料）制成。

外构件310和毂302之间的连接可以为任何适当方式。例如，参照图2和图3，毂302可以设置有非圆端部312（例如，诸如六边形形状之类的多边形形状），该非圆端部312能够穿过并啮合外构件310中的互补成形的开孔314（例如，六边形开孔），并且两个部件302和310可以铆固（stake）在一起。替代性地，可以用诸如压配合、焊接（例如激光焊接、摩擦焊接）之类的其他方式使毂302与外构件310彼此连接。将指出的是，毂302可以制造成在其径向外表面303和其连接至从动部件（未示出）的以315示出的径向内表面上具有相对紧密的公差。更具体地，毂302能够制造成使得径向外表面303和径向内表面315在0.005英寸（0.13mm）的范围内同心，而毂302能够联接至外构件310使得外构件的径向外表面能够与毂302的径向内表面315在0.02英寸（0.5mm）的范围内同心。对于整体地形成（例如，由单件材料制造）的类似部件，在径向内表面315和径向外表面303上实现所述公差可能是困难的。通过由毂302和单独的外构件310制造驱动件1，必要时能够将毂302加工成提供所需的公差，在这之后，可以将外构件310连接至毂302。

参照图1、图4和图5，外构件310上能够具有能够径向向外延伸的驱动件凸片316。在提供的特定的示例中，外构件310具有以120度彼此间隔开的多个驱动件凸片316，但是可以理解，驱动件1可以在构造上具有单个驱动件凸片316。该驱动件凸片316能够在第一侧上由卷绕件或卷簧3的第一端部9啮合，并且在第二侧上由能够设置在保持件2上的保持件凸片317啮合。驱动件凸片316能够沿驱动件1的旋转轴轴向地定向，从而为由卷簧3的端部9的轴端面进行的啮合提供适当的表面区域。然而，保持件凸片317能够周向地定向以强化凸片316，从而抵制当由卷簧3的端部9的轴端面向驱动件凸片316施加周向力时的变形。就这一点而言，保持件凸片317能够具有径向延伸面，该径向延伸面能够直接抵接驱动件凸片316的对应的径向延伸面。

将指出的是，凸片316和317都通过对相对轻质的金属进行简单的冲压和弯曲操作而分别容易地形成在驱动件1和保持件2上，同时提供了对由卷簧3的端部9施加的周向力所引起的变形的良好抵抗性。例如，凸片316可以通过将外构件310的一部分径向向外弯曲而形成，并且，凸片317可以通过将保持件2的一部分径向向外弯曲而形成。在提供的特定示例中，保持件凸片317被接收且填充在间隙G（图7中最佳示出）中，间隙G形成在外构件310中并且在驱动件凸片316与周向相对的边缘E（图7中最佳示出的）之间。

参照图1、图4和图6，卷簧3的端部9能够保持在承载件4中的凹槽318中（图4）。卷簧3能够卷绕在承载件4上，并且承载件4能够配合在驱动件1的外构件310的外圆柱形表面14上而使得卷簧3的第一端部9抵接驱动件凸片316。

参照图7，承载件4能够轴向地抵靠外构件310上的凸缘部319。承载件4可以由任何可取的材料例如聚合材料制成，诸如高级玻璃钢，如尼龙4-6。承载件4能够具有轴向抵接卷簧3的肩部320（图4中最佳示出）。承载件4的长度能够定尺寸成使得其对卷簧3的整个轴向长度进行支撑，并且就这一点而言，外构件310的外圆柱形表面14不需要在轴向方向上定尺寸成使其对卷簧3的整个轴向长度进行支撑。因此，与来自必须对卷簧3的一部分进行支撑的其他离合器总成的一些其他驱动件相比，驱动件1可以更轻。此外，通过与其他离合器中的一些其他承载件相比加长承载件4，使承载件4相对地更加坚固。

参照图4和图7，保持件2能够包括外圆柱形表面322，外圆柱形表面322能够接收在承载件4中的内圆柱形表面324中。保持件2还能够包括凸缘326，该凸缘326能够抵接承载件4的位于外构件310的凸缘部319相反侧的轴端328，从而将卷簧3轴向地抓持在承载件4上的肩部320与保持件2上的凸缘部326之间。凸缘326中的间隙330能够使卷簧3的第二端部332（图7）露出。

参照图1和图7，卷簧3的第二端部332能够在构造上啮合第一离合器构件336。在提供的特定示例中，第一离合器构件336包括与卷簧3的第二端部332啮合的叉部334。第一离合器构件336还能够包括起绒器构件340，该起绒器构件340能够啮合至滑轮定位架306上的起绒表面342。第一离合器构件336能够在第一位置和第二位置之间轴向地移动，其中，在该第一位置起绒器构件340啮合滑轮定位架306上的表面342，在该第二位置起绒器构件340与滑轮定位架306分离。第一离合器构件336能够通过诸如能够联接至毂302以随毂302旋转的片簧LS之类的任何适当的装置被朝向第一位置偏置。能够采用任何适当的机构以使第一离合器构件336选择性地从第一位置移动至第二位置。在PCT（专利合作条约）公布WO2010/054487A1中示出和描述了适当的机构，所述公布的内容通过参引结合在本文中。

在当离合器构件336定位于第一位置时从动离合装置300操作期间，滑轮（未示出）的旋转驱动了滑轮定位架306的旋转，由于滑轮定位架306与起绒器构件340的摩擦啮合，滑轮定位架306启动了第一离合器构件336的旋转。因为第一离合器构件336与卷簧3的第二端部332啮合，所以第一离合器构件336驱动第二端部332旋转。然而，由于借助驱动件1驱动的从动部件（例如，水泵）上存在的载荷相关联的惯性，卷簧3的第一端部9抵抗旋转。对第一端部9的旋转的阻力与第二端部332中发生的旋转相结合导致卷簧3径向地扩张，使得卷簧3的径向外表面343啮合滑轮定位架306的内圆柱形表面344。该啮合将滑轮定位架306（并且因此将滑轮（未示出））更主动地连接至卷簧3，使得滑轮定位架306的旋转驱动卷簧3的第二端部9的旋转，卷簧3的第二端部9又驱动驱动件1旋转，驱动件1又驱动从动部件（例如，水泵）旋转。

保持件2可以固定地连接至驱动件1以防止保持件2轴向地移动离开其预期位置。该连接可以是任何适当的装置。例如，保持件2可以包括能够啮合驱动件1的轴向延伸凸片346。在提供的示例中，轴向延伸凸片346在构造上穿过承载件3中的轴向狭槽S并且穿过外构件310的凸缘部319中的凸片接收开孔348。凸片346可以是弯曲的（例如，径向向内或者向外）或扭曲的以防止保持件2从驱动件1撤出。替代性地，凸片346能够在构造上在穿过开孔348之后与凸缘319卡扣配合。保持件2能够包括第二端凸缘350，该第二端凸缘350能够将卷簧3的第一端部9抓持在承载件4中的凹槽318中。

从动离合装置300能够提供多个优点。一个优点在于，该从动离合装置300能够比其他从动离合装置更轻，这部分地由于提供了薄壁的外部构件310或比其他驱动件的一些类似部分的密度小的材料制成的外部构件310，所述其他驱动件的一些类似部分将会使用相对厚壁的材料以增加与卷簧啮合的任何凸片的强度。该减小的重量能转化为本从动离合装置300的比其他从动离合装置应对更大扭矩的能力。此外，该减小的重量能够转化成从动离合装置300的增加的工作寿命。这是因为与具有相应较大惯性的较重的驱动件的停止和启动相比，驱动件1的停止和启动可以具有与其关联的较小的阻力。与具有较大惯性的较重驱动件的从动离合装置相比，该减小的阻力导致卷簧3上的应力更小。

可选地，驱动件1还可以包括其他重量减轻特征，例如图8中以400所示的减重孔，该减重孔可以设置在外构件310中的选定位置。减重孔400能够定位在选定位置以消除从动离合装置300（图1）中可能存在的任何旋转不平衡。此外，能够将减重孔400放置于合适的位置以在总成长时间储存后使用该总成期间允许润滑剂在需要时流动至总成的选定部分，尤其是如果总成已经储存在如下位置：该位置使得其内的任何润滑可能潜在地处于除使用期间润滑剂通常所在的部位之外的部位。

除了驱动件600替代驱动件1（图1）之外，图9的示例与之前描述的示例大致相似。驱动件600能够是单件式（即整体形成的）驱动件并且能够在构造上保持卷簧3和承载件604。驱动件600上能够包括抵接面602，抵接面602用于被卷簧3的端部9的轴端面啮合。该抵接面602能够在驱动件600上加工、或模制、或以其他类似操作形成。与图1的驱动件1、保持件2和承载件4的组合相比，驱动件600和承载件604的组合可能较重。

已经提供本实施方式的以上描述用于说明和描述目的。其并非意在是穷尽性的或限制本公开。特定实施方式的个别元件或特征通常并不局限于该特定实施方式，而是即使未具体地示出或者描述，在可适用的情况下也是可互换的并且能够使用在所选择的实施方式中。所述实施方式也可以通过多种方法改型。这种改型并不看作背离本公开，并且所有的这种变型均意在包括在本公开的范围之内。

构件列表

驱动件   1

保持件   2

卷簧   3

承载件   4

第一端部   9

外圆柱形表面   14

从动离合装置   300

毂   302

外表面   303

轴承   304

滑轮定位架   306

外构件   310

非圆端部   312

互补成形的开孔   314

径向内表面   315

驱动件凸片   316

保持件凸片   317

凹槽   318

凸缘部   319

肩部   320

外圆柱形表面   322

内圆柱形表面   324

凸缘   326

轴端   328

间隙   330

第二端部   332

叉部   334

第一离合器构件   336

起绒器构件   340

起绒表面   342

径向外表面   343

凸片   346

凸片接收开孔   348

第二端凸缘   350

孔   400

驱动件   600

抵接面   602

承载件   604

边缘   E

间隙   G

片簧   LS

轴向狭槽   S

Claims (19)

1.一种从动离合部件，包括：

带有从动构件的离合器总成，其包括：驱动件、承载件、卷簧、保持件以及触发器，所述从动构件具有离合器功能的表面并且在构造上联接至旋转动力源，所述承载件抵接所述驱动件，所述卷簧盘绕在所述承载件上，其包括柄脚、啮合部、多个螺旋盘圈，所述柄脚从所述卷簧的第一轴端延伸，所述啮合部设置在所述卷簧的相反的第二轴端上，所述啮合部延伸少于一个螺旋盘圈并且接触所述驱动件，所述触发器能够操作以选择性地实现所述螺旋盘圈的至少一部分与所述离合器功能的表面啮合或分离，

其中，所述保持件沿轴向方向组装并且固定至所述驱动件，并且，所述承载件和所述卷簧设置在所述保持件与所述驱动件之间。

2.根据权利要求1所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括啮合所述驱动件的多个轴向延伸凸片。

3.根据权利要求2所述的从动离合部件，其中，所述承载件包括多个轴向延伸凹槽，并且其中，所述轴向延伸凸片通过所述轴向延伸凹槽接收。

4.根据权利要求1所述的从动离合部件，其中，所述驱动件包括与所述卷簧的所述啮合部的轴端面接触的驱动件凸片，并且其中，所述保持件包括抵接所述驱动件凸片的保持件凸片。

5.根据权利要求4所述的从动离合部件，其中，在外构件中形成有间隙，所述间隙在所述驱动件凸片与周向相对边缘之间延伸，所述周向相对边缘与所述驱动件凸片相对，并且其中，所述保持件接收在所述间隙中并且也抵接所述周向相对边缘。

6.根据权利要求1所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括第一凸缘，所述第一凸缘抵接所述卷簧的与所述承载件相反的一侧。

7.根据权利要求6所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括第二凸缘，所述第二凸缘在与所述承载件相对的一侧与所述啮合部抵接。

8.根据权利要求1所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括在与所述承载件相对的一侧与所述啮合部抵接的凸缘。

9.根据权利要求1所述的从动离合部件，其中，所述驱动件包括毂和外构件，所述毂和所述外构件为组装在一起的独立部件。

10.根据权利要求9所述的从动离合部件，其中，所述外构件与所述毂铆固在一起。

11.根据权利要求9所述的从动离合部件，其中，所述外构件与所述毂焊接在一起。

12.一种从动离合部件，包括：

带有从动构件的离合器总成，其包括：驱动件、承载件、卷簧、保持件以及触发器，所述从动构件具有离合器功能的表面并且在构造上联接至旋转动力源，所述承载件抵接所述驱动件，所述卷簧盘绕在所述承载件上，其包括柄脚、啮合部、多个螺旋盘圈，所述柄脚从所述卷簧的第一轴端延伸，所述啮合部设置在所述卷簧的相反的第二轴端上，所述啮合部延伸少于一个螺旋盘圈并且接触所述驱动件，所述触发器能够操作以选择性地实现所述螺旋盘圈的至少一部分与所述离合器功能的表面啮合或分离，

其中，所述驱动件包含一个驱动件凸片，其与所述卷簧的啮合部的轴端面接触，并且，所述保持件包括与所述驱动件凸片抵接的保持件凸片。

13.根据权利要求12所述的从动离合部件，其中，在外构件中形成有间隙，所述间隙在所述驱动件凸片与周向相对边缘之间延伸，所述周向相对边缘与所述驱动件凸片相对，并且其中，所述保持件接收在所述间隙中并且也抵接所述周向相对边缘。

14.根据权利要求12所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括第一凸缘，所述第一凸缘抵接所述卷簧的与所述承载件相反的一侧。

15.根据权利要求14所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括第二凸缘，所述第二凸缘在与所述承载件相对的一侧与所述啮合部抵接。

16.根据权利要求12所述的从动离合部件，其中，所述保持件包括在与所述承载件相对的一侧与所述啮合部抵接的凸缘。

17.根据权利要求12所述的从动离合部件，其中，所述驱动件包括毂和外构件，所述毂和所述外构件为组装在一起的独立部件。

18.根据权利要求17所述的从动离合部件，其中，所述外构件具有非圆孔，所述非圆孔接收所述毂的匹配形状部分。

19.一种从动离合部件，包括：

带有从动构件的离合器总成，其包括：驱动件、承载件、卷簧、保持件以及触发器，所述从动构件具有离合器功能的表面并且在构造上联接至旋转动力源，所述承载件抵接所述驱动件，所述卷簧盘绕在所述承载件上，其包括柄脚、啮合部、多个螺旋盘圈，所述柄脚从所述卷簧的第一轴端延伸，所述啮合部设置在所述卷簧的相反的第二轴端上，所述啮合部延伸少于一个螺旋盘圈并且接触所述驱动件，所述触发器能够操作以选择性地实现所述螺旋盘圈的至少一部分与所述离合器功能的表面啮合或分离，

其中，所述驱动件包括由金属片形成的驱动件凸片，其中，所述驱动件凸片接触所述卷簧的啮合部的轴端面，并且，所述保持件包括支撑所述驱动件凸片以避免沿周向方向远离所述轴端面偏转的结构。

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