CN107387590B - 一种可状态保持的离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可状态保持的离合装置，其包括：离合器本体和制动器；所述制动器连接于离合器本体的动力输出部，用于制动离合器本体的动力输出；所述离合器本体包括主动盘、从动盘、压盘和第一传动机构，所述主动盘、从动盘以及压盘依次设置，主动盘连接于动力输入轴，从动盘连接于动力输出轴，所述压盘通过第一传动机构连接于第一驱动装置，第一驱动装置用于通过第一传动机构以及压盘控制从动盘与主动盘结合或分离，其中所述第一传动机构包括蜗轮蜗杆构件。在驱动主动盘与从动盘动作的驱动装置失效，仍然可使离合器本体保持当前状态，从而大大提高了离合装置状态的稳定性。

Description

一种可状态保持的离合装置

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，特别是涉及一种可状态保持的离合装置。

背景技术

离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合，在汽 车领域中离合器位于发动机和变速箱之间，离合器的输出轴就是变速箱的输 入轴，离合器用于实现发动机与变速箱之间的动力结合和分离。在汽车行驶 过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时 分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

在现有技术中，离合器主要是采用膜片弹簧作为离合构件，离合构件的 动作执行需要用到整车的气源/油源。在实现本发明的过程中，发明人发现离 合构件动作触发后，离合构件状态的维持需要有持续稳定的气压或油压供应， 一旦气压或油压波动，都会影响离合构件状态的稳定性，因此存在一定的状 态不稳定性。并且一些车辆不具备气源/油源，同时现有的离合器结构空间尺 寸较大，在一些底盘空间紧凑的车型上也较难布置，从而限制了现有离合器 的应用范围。

发明内容

为此，需要提供一种可状态保持的离合装置，通过在离合装置中引入状 态可保持的蜗轮传动机构，以提高离合装置的状态稳定性，解决现有技术中 离合装置依靠气源/油源传动，状态不稳定的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种可状态保持的离合装置，包括：离 合器本体和制动器；所述制动器连接于离合器本体的动力输出部，用于制动 离合器本体的动力输出；

所述离合器本体包括主动盘、从动盘、压盘和传动机构，所述主动盘、 从动盘以及压盘依次设置，主动盘连接于动力输入轴，从动盘连接于动力输 出轴，所述压盘通过第一传动机构连接于第一驱动装置，第一驱动装置用于 通过第一传动机构以及压盘控制从动盘与主动盘结合或分离，其中所述第一 传动机构包括蜗轮蜗杆构件。

进一步的，所述第一传动机构还包括搓板传动机构，所述第一驱动电机、 蜗轮蜗杆构件、搓板传动机构以及压盘依次连接；

所述搓板传动机构包括第一搓板、第二搓板以及两个以上的钢珠；

所述第一搓板和第二搓板相对设置，在第一搓板和第二搓板相对的板面 上设置有深度渐变的弧形槽，所述钢珠夹设于第一搓板和第二搓板之间的弧 形槽内，第一搓板和第二搓板之间的间距与第一搓板和第二搓板的相对圆周 角相关。

进一步的，所述第一传动机构还包括连接盘，所述搓板传动机构的第一 搓板或第二搓板通过连接盘连接于蜗轮蜗杆构件的动力输出轴。

进一步的，所述制动器包括制动盘、制动片以及第二驱动装置；

所述制动盘固设于离合器本体的从动盘上；

所述制动片相对于制动盘设置，并且通过第二传动机构连接于第二驱动 装置；

所述第二驱动装置用于通过第二传动机构驱动制动片压向制动盘。

进一步的，所述第二传动机构包括蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆的动力输入轴连 接于第二驱动装置，动力输出轴连接于制动片。

进一步的，所述第二传动机构还包括搓板传动机构；

所述搓板传动机构包括第一搓板、第二搓板以及两个以上的钢珠；

所述第一搓板和第二搓板相对设置，在第一搓板和第二搓板相对的板面 上设置有深度渐变的弧形槽，所述钢珠夹设于第一搓板和第二搓板之间的弧 形槽内，第一搓板和第二搓板之间的间距与第一搓板和第二搓板的相对圆周 角相关。

进一步的，所述第一驱动装置和第二驱动装置为减速电机。

进一步的，所述主动盘、从动盘通过花键与动力输入轴以及动力输出轴 连接。

进一步的，所述动力输入轴与动力输出轴设置于离合装置的同一端部。

进一步的，离合器本体还包括碟形弹簧和碟形弹簧挡板，碟形弹簧挡板 固定设置；碟形弹簧一端连接于碟形弹簧挡板，另一端连接于从动盘，用于 将从动盘压向主动板。

区别于现有技术，上述技术方案离合器本体的主动盘与从动盘，通过包 括有蜗轮蜗杆的传动机构驱动结合和分离，蜗轮蜗杆传动具有自锁特性，从 而使主动盘与从动盘的状态也具有自锁功能，因此即使驱动主动盘与从动盘 动作的驱动装置失效，仍然可使离合器本体保持当前状态，从而大大提高了 离合装置状态的稳定性；进一步的，在上述技术方案中，离合装置包括离合 器本体和制动器，通过制动器可制动离合器本体的动力输出，可快速制动输 出动力，便于对动力输出的控制以及变速机构对动力的控制。

附图说明

图1为本实施例中可状态保持的离合装置剖面结构示意图；

图2为本实施例中搓板传动机构搓前结构示意图；

图3为本实施例中搓板传动机构搓后结构示意图；

图4为本实施例中搓板结构示意图；

图5为本实施例中图4中B-B部分剖面结构示意图；

图6为本实施例中可状态保持的离合装置与动力机构的连接关系示意图。

附图标记说明：

100 离合装置

101 动力输入轴，

104 主动盘，

105 从动盘，

106 压盘，

107 碟形弹簧，

108 碟形状弹簧挡板，

110 制动盘，

109 制动片，

113 蜗杆，

114 涡轮，

116 减速电机，

117 第一搓盘，

118 第二搓盘，

119 钢球，

121 弧形槽；

200.变速机构；

300.电机；

400.驱动桥。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下 结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实施例公开了一种可状态保持的离合装置。该可状 态保持的离合装置，可实现动力输入与输出的结合和分离，并且离合装置可 稳定的保持在动力结合或动力分离状态，该离合装置可广泛应用于汽车传动 领域以及其他机械传动领域。

如图1所示，该可状态保持的离合装置包括离合器本体和制动器。其中， 离合器本体用于实现动力输入与输出的结合和分离；所述制动器连接于离合 器本体的动力输出部，用于制动离合器本体的动力输出。

具体的，所述离合器本体包括主动盘104、从动盘105、压盘106、传动 机构以及第一驱动装置。所述主动盘、从动盘以及压盘依次同轴设置，主动 盘连接于离合装置的动力输入轴101，从动盘连接于离合装置的动力输出轴。 所述主动盘和从动盘是从动力传递角度而言的，即动力由A盘传递至B盘， 则A盘即为主动盘，B盘就是从动盘。在主动盘或从动盘上设置有摩擦片， 从而使主动盘与从动盘之间具有较大的摩擦系数，从而保证动力能够从而主 动盘传递至从动盘。所述压盘用于将从动盘压向主动盘或将主动盘压向从动 盘，从而使主动盘与从动盘能够紧紧贴合在一起。所述第一驱动装置用于与 压盘传动连接，用于为压盘提供驱动力。

其中，所述压盘通过第一传动机构连接于第一驱动装置，第一驱动装置 用于通过第一传动机构以及压盘控制从动盘与主动盘结合或分离，其中第一 传动机构包括蜗轮蜗杆构件，当第一驱动装置带动压盘驱动主动盘与从动盘 贴合在一起时，输入轴的动力通过主动盘和从动传递到输出轴，离合装置处 于结合状态；当压盘未将主动盘与从动盘贴合在一起时(即主动盘与从动盘 分离时)，输入轴的动力无法传递到输出轴，离合装置处于分离状态。蜗轮蜗 杆构件包括有蜗轮114和蜗杆113，蜗轮为圆形齿轮，蜗杆表面设置有螺纹，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗杆连接于第一驱动装置，蜗轮传动连接于压盘，蜗轮 蜗杆机构具有自锁性，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机 构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带 动蜗杆。因此使主动盘与从动盘的状态也具有自锁功能，因此即使驱动主动 盘与从动盘动作的驱动装置失效，仍然可使离合器本体保持当前状态，从而 大大提高了离合装置状态的稳定性。

如图1所示，在本实施方式中，所述第一驱动装置为减速电机116，减速 电机内设置有电机以及蜗轮蜗杆减速机构，电机的输出轴与蜗轮蜗杆减速机 构的蜗杆连接，蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮通过搓板机构连接于压盘。所述搓 板传动机构是通过搓动两个相对设置的搓板的周向位置，使搓板的周向旋转 转变了轴向的移动，从而实现力传递。

如图1、图2和图3所示，所述搓板传动机构包括第一搓板117、第二搓 板118以及两个以上的钢珠119；所述第一搓板和第二搓板相对层叠设置，在 第一搓板和第二搓板相对的板面上设置有深度渐变的弧形槽，所述钢珠夹设 于第一搓板和第二搓板之间的弧形槽内。如图4和图5所示，所述弧形槽的 个数为3个，每个弧形槽是以搓板的中心为圆心，均匀的分布于搓板的表面， 其中弧形槽中段的深度和宽度大于两端的深度和宽度。第一搓板和第二搓板 上设置有相同的弧形槽，钢珠夹设于第一搓板和第二搓板之间的弧形槽内， 当钢珠位于弧形槽的中段时，第一搓板和第二搓板之间的距离最小；当搓动 第一搓板和第二搓板时，钢珠往弧形槽的端部移动，由于弧形板端部的深度 和宽度小于中部，第一搓板和第二搓板之间的距离逐渐变大，从而使第一搓 板和第二搓板之间的间距与第一搓板和第二搓板的相对圆周角相关。当第一 搓板相对于第二搓板转动时，弧形槽内的钢珠会将第一搓板和第二搓板撑开， 如图3所示，在本实施方式中，通过搓板传动机构将蜗轮的旋转转变了轴向 移动，从而推动压盘轴向移动使主动盘和从动盘结合或分离。

而在一些实施方式中，所述弧形槽可以为两个或大于3个，所述弧形槽 还可以是从一端至另一端深度和宽度渐变的，这些结构同样可以实现将周向 旋转转变成轴向移动。

在其他实施方式中，所述搓板机构仅包括两个相对设置的第一搓板和第 二搓板，第一搓板和第二搓板之间没有设置钢珠，而是在第一搓板和第二搓 板相对的板面上分别设置有斜楔结构，两个搓板上斜楔结构的斜楔面相抵， 当第一搓板相对于第二搓板转动时，斜楔面相对滑动，从而实现第一搓板和 第二搓板之间距离的调整。

如图1所示，在本实施方式中，所述第一传动机构还包括连接盘，所述 搓板传动机构的第一搓板或第二搓板通过连接盘连接于蜗轮蜗杆构件的动力 输出轴。

在上述实施方式中，所述驱动装置为包含有蜗轮蜗杆结构的减速电机， 而在其他实施方式中，所述第一驱动装置还可以仅为电机，而将蜗轮蜗杆独 立于第一驱动装置之外，使蜗轮蜗杆成为第一传动机构的部分，电机的输出 轴与蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆连接，蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮通过搓板机构 连接于压盘。

在本实施方式中，所述制动器为钳盘式制动器，所述制动器包括制动盘 110、制动片109以及第二驱动装置；所述制动盘固设于离合器本体的从动盘 上；所述制动盘，所述制动片相对于制动盘设置，并且通过第二传动机构连 接于第二驱动装置；所述第二驱动装置用于通过第二传动机构驱动制动片压 向制动盘。

其中，所述第二传动机构包括蜗轮蜗杆和搓板传动机构，蜗轮蜗杆的动 力输入轴连接于第二驱动装置，动力输出轴连接于搓板传动机构，搓板传动 机构连接制动片。所述搓板传动机构与上述搓板传动机构结构和工作原理相 同，这里就不再赘述。

在图1所示结构中，所述第二驱动装置为包括有蜗轮蜗杆的减速电机， 电机的转轴连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮又与搓板传动机构的其中一搓 板连接，另一搓板连接制动器中的制动片。因此通过控制第二驱动装置中电 机的正反转，即可推动制动片夹紧或释放制动盘，实现制动。由于制动器是 连接于离合装置的从动盘(即动力输出端)，因此通过制动器可快速制动离合 装置的动力输出，且可使从动盘处于锁止或释放状态。

如图6所示，在汽车技术领域，离合装置100通过是设置于动力装置(如 电机300)与变速机构200之间，离合装置的动力输出端连接于变速机构的动 力输入端，实现动力的输出与断开，从而根据需要将动力传动到驱动桥400。 在新能源汽车领域，变速机构200通常会使用行星轮变速机构(即包含有行 星轮系的变速机构)，为实现多种不同的动力输出方式，通常在变速机构的行 星轮系中的太阳轮或齿圈上会设置制动器。

在采用上述实施方式所述的离合装置时，由于在离合装置的动力输出端 设置有制动器，该动力输出端又是连接于变速机构的动力输入端(即太阳轮 或齿圈)，因此可以取消原本设置于太阳轮或齿圈上的制动器，通过离合装置 上的制动器即可锁止太阳轮或齿圈。这样一方面可减小变速机构的体积，使 其在机舱内设置更加灵活方便，并且将变速机构中的制动器移出还可降低变 速机构的复杂程度，降低加工强度，提高变速机构的工作稳定性。

在上述实施方式中；所述主动盘、从动盘通过花键与动力输入轴以及动 力输出轴连接。所述花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿 零件，在主动盘和从动盘上的花键为内花键，在动力输入和输出轴上的圆柱 外圆柱表面上的花键为外花键。采用花键联接因为在轴上与毂孔上直接而均 匀地制出较多的齿与槽，故联接受力较为均匀，有利于传动稳定性；因槽较 浅，齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少；齿数较多，总接触面积 较大，因而可承受较大的载荷。

所述动力输入轴与动力输出轴设置于离合装置的同一端部。

结合图1所示在其他的一些实施方式中，离合器本体还包括碟形弹簧107 和103碟形弹簧挡板，碟形弹簧挡板固定设置在离合器本体上；碟形弹簧一 端连接于碟形弹簧挡板，另一端连接于从动盘，用于将从动盘压向主动板。 碟形弹簧刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空 间要求小的场所。所述碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧， 在承受从动盘压力负载变形后，储蓄一定的势能，当从动盘的压力减少后， 以推动从动盘在轴向上的运动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没 有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设 备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中 还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不 包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知 了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所 述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本 发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用 在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可状态保持的离合装置，其特征在于，包括：

离合器本体和制动器；

所述制动器连接于离合器本体的动力输出部，用于制动离合器本体的动力输出；

所述离合器本体包括主动盘、从动盘、压盘和第一传动机构，所述主动盘、从动盘以及压盘依次设置，主动盘连接于动力输入轴，从动盘连接于动力输出轴，所述压盘通过第一传动机构连接于第一驱动装置，第一驱动装置用于通过第一传动机构以及压盘控制从动盘与主动盘结合或分离，其中所述第一传动机构包括蜗轮蜗杆构件；

所述第一传动机构还包括第一搓板传动机构，所述第一驱动装置、蜗轮蜗杆构件、第一搓板传动机构以及压盘依次连接；

所述制动器包括制动盘、制动片以及第二驱动装置；

所述制动盘固设于离合器本体的从动盘上；

所述制动片相对于制动盘设置，并且通过第二传动机构连接于第二驱动装置；

所述第二驱动装置用于通过第二传动机构驱动制动片压向制动盘；

所述第二传动机构包括蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆的动力输入轴连接于第二驱动装置，动力输出轴连接于制动片；

所述第二传动机构还包括第二搓板传动机构；

所述第一搓板传动机构及第二搓板传动机构均包括第一搓板、第二搓板以及两个以上的钢珠；

所述第一搓板和第二搓板相对设置，在第一搓板和第二搓板相对的板面上设置有深度渐变的弧形槽，所述钢珠夹设于第一搓板和第二搓板之间的弧形槽内，第一搓板和第二搓板之间的间距与第一搓板和第二搓板的相对圆周角相关。

2.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，所述第一传动机构还包括连接盘，所述第一搓板传动机构的第一搓板或第二搓板通过连接盘连接于蜗轮蜗杆构件的动力输出轴。

3.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，所述第一驱动装置和第二驱动装置为减速电机。

4.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，所述主动盘、从动盘通过花键与动力输入轴以及动力输出轴连接。

5.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，所述动力输入轴与动力输出轴设置于离合装置的同一端部。

6.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，离合器本体还包括碟形弹簧和碟形弹簧挡板，碟形弹簧挡板固定设置；碟形弹簧一端连接于碟形弹簧挡板，另一端连接于从动盘，用于将从动盘压向主动板。