CN108980228A - 压紧装置、变速箱、离合器、制动器以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压紧装置，包括设置有滚道的底座，滚道的高度由一端向另一端递增；滚子保持架，可驱动其内部的滚子沿滚道滚动；活塞，可被滚子从复位位置推动至压合位置。在压合阶段，在被压紧件的带动下，压紧装置输出的压紧力可实现自增，从而有效规避现有技术中可能出现的压紧力不足的问题。另外，压紧装置输出的压紧力通过滚子传递到底座上，由底座来承担，并在底座安装有弹性组件，用以限定压紧装置输出的最大压紧力，避免了现有技术中系统容易出现的自锁问题。本发明还提供了包括上述压紧装置的变速箱、离合器、制动器以及车辆。

Description

压紧装置、变速箱、离合器、制动器以及车辆

技术领域

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种压紧装置以及包含该压紧装置的变速箱、离合器、制动器以及车辆。

背景技术

压紧装置作为变速器、离合器、制动器的核心零部件，承担着动力的结合和分离的作用。压紧装置的驱动部件主要包括：液压驱动、电驱动和气缸驱动几种，根据驱动部件的不同，压紧装置又被称为液压缸、电缸和气缸。驱动部件驱动活塞动作，使其压紧或脱离被压紧件(例如变速器、离合器或制动器的从动盘)，实现动力的结合或分离。

现有的压紧装置中，压紧力由压紧装置的驱动部件(驱动源)提供。为提供足够的压紧力，驱动部件需要有足够的驱动力输出，这将会增加驱动部件的体积。在空间有限的情况下，压紧装置无法安装有足够大的驱动部件，从而难以保证输出足够的压紧力。另外，在某些情况下，为达到需要的压紧力，会在驱动部件与活塞之间设置具有大减速比的减速机构，这会造成压紧装置作动时间长，反应慢。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种压紧装置，以解决上述问题。

本发明提供了一种压紧装置，可沿其轴线方向压紧被压紧件，其特征在于，沿压紧方向，所述压紧装置依次设置有：底座，其一端面上设置有至少一条沿周向延伸的滚道，所述滚道的高度由一端向另一端递增，其中，所述周向为环绕所述轴线的方向，所述滚道的高度方向为所述轴线的延伸方向；滚子保持架以及设置在其内部的滚子，所述滚子保持架面向所述底座的所述端面设置且可相对所述底座绕所述轴线旋转，以带动所述滚子沿所述滚道滚动；活塞，可被所述滚子沿所述压紧方向由复位位置推动至压合位置；其中，当所述活塞位于所述复位位置时，所述活塞与所述被压紧件之间没有压紧力；当所述活塞位于所述压合位置时，所述活塞与所述被压紧件之间的压紧力可使得所述活塞在所述被压紧件的作用下相对所述底座绕所述轴线旋转，在旋转过程中可带动所述滚子继续向所述滚道的高处滚动。

可选地，当所述活塞位于所述复位位置时，所述滚子位于所述滚道的最低点且所述活塞与所述滚子相抵接。

可选地，所述滚子保持架上设置有沿所述轴线方向延伸的导向通孔，所述滚子设置在所述导向通孔内部且可沿所述导向通孔的孔壁移动。

可选地，所述滚子为球形滚珠，所述导向通孔为直径与所述球形滚珠的直径相同的圆柱形通孔。

可选地，所述滚道的横截面为所述滚子直径相等的圆弧形。

可选地，所述导向通孔的数量为多个，多个所述导向通孔沿所述周向间隔设置；所述滚道的数量与所述导向通孔的数量相同，多条所述滚道的位置和多个所述导向通孔的位置在所述周向上一一对应。

可选地，所述滚子保持架朝向所述底座的端面上开设有第一环形槽，所述底座上设置有嵌入所述第一环形槽中的第一环形凸部；所述滚子保持架朝向所述活塞的端面上设置有第二环形槽，所述活塞上设置有嵌入所述第二环形槽中的第二环形凸部。

可选地，其中，所述滚道由所述第一环形凸部嵌入所述第一环形槽中的至少部分实体形成；所述导向通孔连通所述第一环形槽和所述第二环形槽，在沿所述轴线方向投影的视图上，所述导向孔的横截面分别覆盖所述第一环形槽和所述第二环形槽的径向宽度。

可选地，所述底座的所述端面上设置有向所述滚子保持架一侧凸起的圆柱形定位凸台，所述定位凸台位于所述第一环形凸起的径向内侧，所述滚子保持架通过轴承套设在所述定位凸台上。

可选地，所述底座的所述端面与所述滚子保持架朝向所述底座的端面之间通过平面轴承连接。

可选地，所述第二环形槽的侧壁和所述第二环形凸部的侧壁之间设置有间隙。

可选地，从所述滚道的一端到另一端，所述滚道的高度线性递增。

可选地，所述滚道的最大高度大于压紧行程，所述压紧行程的定义为：所述活塞由复位位置移动至压紧位置，沿所述轴向移动的距离。

可选地，所述滚道包括至少一条正向滚道以及至少一条反向滚道；其中，顺着压紧方向看，所述正向滚道的高度按顺时针方向递增，所述反向滚道的高度按逆时针方向递增。

可选地，还包括驱动部，所述驱动部用于驱动所述滚子保持架相对所述底座绕所述轴线旋转，所述滚子保持架的外周面上设置有轮齿，以通过齿轮传动来接受所述驱动部的动力。

可选地，所述驱动部为伺服电机，所述伺服电机通过对所述滚子保持架的正向或反向驱动，使得所述压紧装置实现对所述被压紧件的压紧或解除对所述被压紧件的压紧。

可选地，对所述伺服电机的控制方式为扭矩控制；在压紧过程中，当所述伺服电机的输出扭矩增大至第一扭矩值时，所述伺服电机立即停止工作；在解除压紧的过程中，当所述伺服电机的输出扭矩在第二扭矩值以下维持时长T后，所述伺服电机停止工作。

可选地，还包括与所述活塞连接的复位弹簧，当所述压紧装置解除对所述被压紧件的压紧后，所述复位弹簧将所述活塞回弹至复位位置。

可选地，还包括弹性组件，所述弹性组件用于限定所述压紧装置的最大压紧力，所述弹性组件可为所述底座提供沿所述轴线方向的支撑，当所述压紧装置输出的压紧力大于设定的最大压紧力时，所述底座可压缩所述弹性组件，以产生背离所述压紧方向的位移，以避免所述压紧装置自锁。

可选地，所述弹性组件包括：底板，设置在所述底座的背向所述滚子保持架的一侧，与所述压紧装置的外壳固定连接，所述底板上开设有通孔；预紧套筒，穿过所述底板上的所述通孔，一端与所述底座相抵接；

弹性体，设置在所述底板和所述底座之间；

螺纹紧固件，包括螺柱和紧固螺母，所述螺柱穿过所述套筒，所述螺柱的一端与所述底座通过螺纹连接；所述紧固螺母旋合在所述螺柱的另一端，可在预紧所述螺柱的同时压紧所述预紧套筒和所述弹性体；

其中，当所述活塞处于所述复位位置时，所述螺柱上的预紧力等于所述最大压紧力。

可选地，所述预紧螺母与所述底座之间设置有调节垫片，所述调节垫片套设在所述螺柱外部，用于调节所述最大压紧力；当所述压紧装置输出的压紧力未超过所述最大压紧力时，所述预紧套筒的长度等于所述弹性体、所述底板和所述调节垫片的厚度之和；通过调节所述调节垫片的厚度，可调节所述弹性体的压缩程度，从而调节所述最大压紧力。

可选地，所述弹性组件包括多组沿所述周向分布的所述螺纹紧固件；当所述活塞处于所述复位位置时，多个所述螺柱上的预紧力之和等于所述最大压紧力。

可选地，所述弹性体包括下述一种或几种：螺旋弹簧；碟形弹簧；弹性垫。

本发明还提供了一种变速箱，包括上述压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述变速箱的主动件和从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种离合器，包括上述压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述离合器的主动件和从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种制动器，包括上述压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述制动器的主动件和从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种车辆，其特征在于，包括上述压紧装置。

本发明提供的压紧装置，包括设置有滚道的底座，滚道的高度由一端向另一端递增；滚子保持架，可驱动其内的滚子沿滚道滚动；活塞，可被滚子从复位位置推动至压合位置。在压合阶段，在被压紧件的带动下，压紧装置输出的压紧力可实现自增，从而有效规避现有技术中可能出现的压紧力不足的问题，或者为产生足够压紧力需要配备大型减速装置，而引起的作动时间长、响应慢的问题。另外，压紧装置输出的压紧力通过滚子传递到底座上，由底座来承担，并在底座安装有弹性组件，用以限定压紧装置输出的最大压紧力，避免了现有技术中容易系统容易出现的自锁问题。

附图说明

图1a为本发明一个实施例提供的压紧装置的复位状态示意图；

图1b为本发明一个实施例提供的压紧装置的压合状态示意图；

图2a为本发明一个实施例提供的压紧装置沿周向的局部展开图(复位状态)；

图2b为本发明一个实施例提供的压紧装置沿周向的局部展开图(压合状态)；

图3为本发明一个实施例提供的滚子保持架的侧视图；

图4为图1的局部放大图；

图5为本发明另一个实施例提供的底座沿周向的局部展开图；

图6a为本发明一个实施例提供的伺服电机的输出扭矩图(压紧过程)；

图6b为本发明一个实施例提供的伺服电机的输出扭矩图(解除压紧过程)；

图7为本发明一个实施例提供的弹性组件的示意图。

元件标号说明

压紧装置1

底座11 滚道111 滚道一端111a 滚道另一端111b 正向滚道111c

反向滚到111d 端面112 第一环形凸部113

滚子保持架12 导向通孔121 第一环形槽122 第二环形槽123

滚子13

活塞14 第二环形凸部141

弹性组件15 底板151 预紧套筒152 弹性体153 螺柱154 紧固螺母155

调节垫片156

伺服电机16

主动件2a 从动件2b

轴线S 压紧方向A

伺服电机的输出扭矩T 第一扭矩值T₁ 第二扭矩值T₂

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

现有技术中，压紧装置的压紧力由驱动部件提供。为提供足够的压紧力，驱动部件需要有足够大的驱动力输出，驱动力大的驱动部件往往有较大的体积；或者在驱动部与压紧装置之间设置减速装置，通过减速装置来放大驱动力，但增加减速装置又会引起作动时间长、响应慢等问题。

以电缸为例，电缸主要通过电机驱动丝杆，将回转运动转换成直线运动，从而推动活塞实现压紧动作。但是，受空间限制，电缸无法安装大扭矩电机以提供较大的压紧力；为放大电机扭矩，在电机与活塞之间必须设置具有大减速比的减速机构，以达到需要的压紧力，造成作动时间长，反应慢。另外，现有的电缸还存在以下问题：滚珠丝杆加工安装精度要求高，成本较高，并且在工作压力较大时候容易掉珠；丝杆直径有限，无法承受较大弯矩，需要导轨配合，导致布置安装难度大，成本高。

为解决上述问题，本发明提供了一种压紧装置，可实现压紧力的自增，从而有效规避现有技术中可能出现的压紧力不足的问题，或者为产生足够的压紧力需要配备大型减速装置，而引起的作动时间长、响应慢的问题。

图1a和图1b为本实施例提供的压紧装置1的主视图，其中，图1a示出了压紧装置1的分离状态，图1b示出了压紧装置1的压合状态。本实施例中，压紧装置1沿其轴线S延伸的方向压紧被压紧件。在以下描述中，轴向指沿轴线S延伸的方向，周向为环绕轴线S的方向，径向指与轴向相垂直的方向。

沿压紧方向(图1a和图1b中的A向)，压紧装置1依次设置有：底座11，滚子保持架12以及其内部设置的滚子13，活塞14。

参考图1a～图2b，底座11的面向滚子保持架12的端面112上设置有至少一条滚道111，滚道111沿周向延伸，且其高度由一端111a向另一端111b递增。本实施例中，滚道111的“一端111a”和“另一端111b”指滚道111在其长度方向上的两端。为便于理解，图2a和图2b示出了压紧装置1沿周向展开的局部示意图。

滚子保持架12与底座11的端面112相对设置，其内部设置有滚子13，滚子保持架12可对滚子13起到保持作用，防止滚子13脱落。滚子保持架12可相对底座11绕轴线S旋转，当滚子保持架12相对底座11绕轴线S旋转时，可带动滚子13沿滚道111滚动。可以理解，在滚子13沿滚道111滚动的过程中，滚子13不仅产生了周向的位移，同时也产生了轴向的位移。可选地，滚子保持架12通过在其内部设置导向通道来实现对滚子13的保持作用。

活塞14可被滚子13沿轴线S由复位位置R(图1a所示位置)推动至压合位置W(图1b所示位置)，可以理解，复位位置R和压合位置W是在轴向上相间隔的两个位置。具体地，复位位置R和压合位置W通过下述方式进行定义：

复位位置R：当活塞14位于复位位置R时，活塞14与被压紧件之间没有压紧力；也就是说，复位位置R是活塞14不对外输出压紧力的位置，在满足该条件的前提下，对复位位置R的具体位置不作限定。可选地，复位位置R是滚子13位于滚道111的最低点，活塞14与滚子13相抵接的位置。

压合位置W：当活塞14位于压合位置W时，活塞14与被压紧件贴合且可产生一定的压紧力，该压紧力使得活塞14可在被压紧件的反作用力下相对底座11绕轴线S旋转，在旋转过程中可带动滚子13继续向滚道111的高处滚动。在满足该条件的前提下，对压合位置W的具体位置不作限定。

以下结合图1a～图2b对本实施例提供的压紧装置1的压紧过程进行描述。其中，压紧装置1用于推动从动件2b使其与主动件2a结合，以实现主动件2a与从动件2b之间的动力传递。在本示例中，被压紧件是从动件2b，但可以理解，在其他示例中，被压紧件也可以是主动件2a。

图1a示出了压紧装置1的复位状态，此时，压紧装置1的活塞14处于复位位置R，活塞14的左端面与从动件2b之间间隔一段距离，压紧装置1无压紧力F₁输出；同时，主动件2a与从动件2b处于分离状态，主动件2a与从动件2b之间无动力传递。

图1b示出了压紧装置1的压合状态，此时，滚子保持架12在外力(例如，驱动源)的作用下绕轴线S相对底座11转过一个转角，同时带动滚子13沿滚道111向上滚动一段距离。在滚子13的推动下，活塞14向左移动一个距离，以推动从动件2b与主动件2a压合。此时，从动件2b与主动件2a之间存在挤压力F₂，挤压力F₂的存在使得从动件2b和主动件2a之间产生第一摩擦力，主动件2a通过第一摩擦力可带动从动件2b旋转；同时，活塞14与从动件2b之间存在压紧力F₁，压紧力F₁的存在使得活塞14与从动件2b之间存在第二摩擦力，从动件2b可通过第二摩擦力带动活塞14旋转。其中，可认为挤压力F₂与压紧力F₁基本相等。

在压合状态的初始阶段，从动件2b和主动件2a之间的挤压力F₂尚不足以产生足够的第一摩擦力，以使得从动件2b可随主动件2a同步转动；也就是说，在压合状态的初始阶段，从动件2b与主动件2a之间存在转速差。

在压合状态，滚子13与活塞14之间存在推力F₃，推力F₃使得滚子13与活塞14之间存在第三摩擦力。其中，可认为压紧力F₁与推力F₃基本相等。当活塞14在从动件2b的带动下开始转动后，活塞14通过第三摩擦力带动滚子13继续向滚道111的高处滚动，使得压紧装置1输出的压紧力F₁进一步增加，以在主动件2a和从动件2b之间产生足够挤压力F₂(以及第一摩擦力)，使从动件2b可随主动件2a同步转动；同时使得活塞14与从动件2b之间具有足够的第二摩擦力，使得活塞14可随从动件2b同步转动。

需要说明的是，在以上示例中，压紧装置1的压紧力F₁作用于从动件2b上；但可以理解，压紧装置1的压紧力F₁也可以作用在主动件2a，以实现主动件2a和从动件2b之间的压紧，其原理相同，不再赘述。

综上，本实施例提供的压紧装置，在压合阶段，在被压紧件的带动下，其输出的压紧力F₁可不断增加，即本实施例提供的压紧装置可实现压紧力的自增。因此，本实施例提供的压紧装置，可对被压紧件提供足够的压紧力，有效规避现有技术中可能出现的压紧力不足的问题，或者为产生足够的压紧力需要配备大型减速装置，而引起的作动时间长、响应慢的问题。

同时，本实施例提供的压紧装置1，滚子保持架12为滚子13提供径向限位，活塞14和底座11为滚子13提供轴向限位，以防止滚子13脱落。换句话说，在本实施例中，滚子13设置在由滚子保持架12、活塞14和底座11围绕而成的空间内，显著降低了从压紧装置1上脱落的风险。

参考图1a～图3，滚子保持架12上设置有沿轴线S延伸的导向通孔121，滚子13设置在导向通孔121内。滚子保持架12在转动时，滚子13在滚子保持架12的带动下产生周向位移的同时还可沿导向通孔121产生轴向位移，从而实现沿滚道111的滚动。导向通孔121的设置可实现滚子13的有序运动。可选地，滚子13与导向通孔121之间为间隙配合。

本实施例中，滚子13为球形滚珠，导向通孔121为圆柱形通孔。可选地，滚道111的横截面为与球形滚珠的直径相等的圆弧形，可进一步避免滚珠脱落。在其他实施例中，滚子13也可为其他形状，例如圆柱形、橄榄型等，导向通孔121的横截面也可为其他形状，例如矩形，椭圆形等，只要能实现对滚子13的导向即可。

参考图3，导向通孔121的数量为多个，多个导向通孔121沿周向间隔设置，以利于使压紧力在活塞14的整个端面上均匀分布。滚道111的数量与导向通孔121的数量相同，多条滚道111的位置和多个导向通孔121的位置在周向上一一对应。图1中示出的导向通孔121的数量为6个，但本发明不限于此，导向通孔121可以为其他数量。

参考图4，本实施例提供的压紧装置1的装配关系为：滚子保持架12朝向底座11的端面上开设有第一环形槽122，底座11上的端面上设置有嵌入第一环形槽122中的第一环形凸部113，以实现底座11与滚子保持架12之间的径向定位。滚子保持架12朝向活塞14的端面上设置有第二环形槽123，活塞14上设置有嵌入第二环形槽123中的第二环形凸部141，以实现滚子保持架12与活塞14之间的径向定位。

进一步地，滚道111由第一环形凸部113嵌入第一环形槽122中的至少部分实体形成，也就是说，滚道111为嵌入到滚子保持架12的第一环形槽122内的凸部。同时，导向通孔121连通第一环形槽122和第二环形槽123。可选地，在沿轴线S投影的视图上(例如，图3)，导向通孔121的横截面分别覆盖第一环形槽122和第二环形槽123的径向宽度。也就是说，在沿轴线S投影的视图上，导向通孔121的内径分别大于第一环形槽122的宽度和第二环形槽123的宽度，且第一环形槽122和第二环形槽123的两侧槽壁都未超出导向通孔121的横截面所覆盖的范围。通过该设置，第一环形凸部113、第二环形凸部141可分别从两个相对的方向上(但都是沿轴向)对滚子14进行限位，进一步防止滚子14脱落。

参考图1a和图1b，底座11的端面上设置有向滚子保持架12一侧凸起的圆柱形定位凸台114，定位凸台114位于第一环形凸部141的径向内侧，滚子保持架12通过轴承套设在定位凸台114上，以减小滚子保持架12相对于底座11转动时的阻力。可选地，底座11的端面112与滚子保持架12朝向底座11的端面之间通过平面轴承连接，进一步减小滚子保持架12相对于底座11转动时的阻力。可选地，第二环形槽123的侧壁和第二环形凸部141的侧壁之间设置有间隙，以减小活塞14相对滚子保持架12转动时的阻力。

本实施例中，从滚道111的一端111a到另一端111b，滚道111的高度线性递增，即滚道111的高度沿直线递增，滚道面为斜平面。在其他实施例中，滚道111的高度也可以沿曲线递增，例如圆弧线、正弦曲线等。

本实施例中，滚道111的最大高度大于压紧行程，其中，压紧行程的定义为：活塞14由复位位置R移动至压合位置W，沿轴向移动的距离。在主动件2a和从动件2b的结合过程中，两者的接合面不可避免地会产生磨损，因此在工作过一段时间后，活塞14需要朝压紧方向移动更多的距离，才能使得主动件2a和从动件2b之间有足够的挤压力F₂。本实施例中，将滚道111的最大高度设计为大于压紧行程，有助于对接合面的磨损进行补偿。

本实施例中，滚道111的高度递增的方向相同。在另一个实施例中，如图5所示，滚道111包括至少一条正向滚道111c以及至少一条反向滚道111d。正向滚道111c和反向滚道111d的定义如下：顺着压紧方向看，高度沿顺时针方向递增的为正向滚道111c，高度沿逆时针方向递增为反向滚道111d。该实施例包括正反双向滚道，可实现压紧力的双向自增。

参考图1a和图1b，压紧装置1还包括驱动部，驱动部用于驱动滚子保持架12相对所述底座11绕轴线S旋转。滚子保持架12的外周面上设置有轮齿，以通过齿轮传动来接受驱动部的动力。在其他实施例中，滚子保持架12也可通过其他形式驱动，例如曲柄机构、凸轮机构等，只要能实现滚子保持架12与底座11的相对转动即可。

本实施例中，驱动部为伺服电机16，伺服电机16具有作动快，控制精确等优点。在本实施例中，伺服电机16正向转动时，驱动滚子13朝滚道111高处滚动，以压紧被压紧件；伺服电机16反向转动时，驱动滚子13朝滚道111低处滚动，以解除对被压紧件的压紧。可选地，活塞14与复位弹簧(未示出)连接，解除压紧后，活塞14可在复位弹簧的回弹作用下，回到复位位置R。

本实施例中，对伺服电机16的控制方式为扭矩控制。

图6a示出了压紧过程中伺服电机16的输出扭矩T曲线。在图示S1段，活塞14未与从动件2b接触，从动件2b也未与主动件2a接触，伺服电机16的输出扭矩T基本很小；在图示S2段，伺服电机16驱动保持架12转动，以推动滚子13向高处移动，滚子13在向高处移动的同时，首先推动活塞14与从动件2b接触；然后，滚子13继续向高处移动，通过活塞14推动从动件2b与主动件2a开始接触，使得活塞14与从动件2b之间的压紧力F₁突增至某一值后继而逐渐增加，伺服电机16的输出扭矩T随压紧力F₁等比例增加；在图示S3段，在第二摩擦力的作用下，从动件2b带动活塞14继续转动，从而带动滚子13继续向高处滚动，压紧力F₁实现自增，此时伺服电机16继续驱动保持架12共同推动滚子13向高处转动，当活塞14产生的压力大到足够使从动件2b与主动件2a结合在一起的时候，即从动件2b、活塞14、保持架12均无法相对转动时，伺服电机16也无法继续转动，此时伺服电机16输出扭矩T继续增加，至第一扭矩值T₁时，伺服电机16便停止工作。

图6b示出了解除压紧过程中伺服电机16的输出扭矩T曲线。在图示S4段，主动件2a和从动件2b之间有较大挤压力F₂，活塞14与滚子13之间均有较大的推力F₃(以及第三摩擦力)，伺服电机16需提供较大的输出扭矩T，以驱动滚子13朝滚道111的低处滚动；图示S5段，从动件2b与主动件2a脱离，主动件2a和从动件2b之间的挤压力F₂消失，伺服电机16的输出扭矩T随之降低至很低的水平。当伺服电机16的输出扭矩T值降低至第二扭矩值T₂时，伺服电机16可停止工作。可选地，当伺服电机16的输出扭矩T值在第二扭矩值T₂以下(包括第二扭矩值T₂)维持指定时长M后，伺服电机16停止工作，以保证压紧力的有效解除。在一个实施例中，指定时长M可为1～3Min。

如前文所述，在压合状态下，压紧装置1可实现压紧力F₁的持续自增。但如果压紧力F₁过大，会产生活塞14和被压紧件抱死现象，可能导致压紧力无法解除。因此，本实施例提供的压紧装置1，还包括弹性组件15，弹性组件15用以限制压紧装置1输出的最大压紧力F₁max。

参考图7，本实施例提供的弹性组件15包括底板151，预紧套筒152、弹性体153以及螺纹紧固件。其中：

底板151设置在底座11的背向滚子保持架12的一侧，底板151与压紧装置1的外壳固定连接，底板151上开设有通孔，可选地，该通孔沿轴向延伸；

弹性体153设置在底板151和底座11之间；

预紧套筒152，穿过底板151上的上述通孔，预紧套筒152的一端与底座11相抵接；

螺纹紧固件，包括螺柱154和紧固螺母155，螺柱154的一端穿过预紧套筒152并与底座11通过螺纹连接；紧固螺母155旋合在螺柱154的另一端，在预紧螺柱154的同时压紧预紧套筒152和弹性体153。

当活塞14处于复位位置R时，螺柱154上的预紧力(指所有螺柱154的预紧力之和)等于最大压紧力F₁max。当活塞处于压合位置W时，活塞14对被压紧件输出压紧力F₁，该压紧力F₁由底座11承担，底座11进一步将该压紧力F₁传递到弹性组件15上。由于底座11与螺柱154之间通过螺纹连接，因此，在压紧力F₁的作用下，螺柱154上的预紧力逐渐被抵消，当压紧力F₁增加至与螺柱154的预紧力相等时，螺柱154上的预紧力消失，紧固螺母155对预紧套筒152和弹性体153的压力也随之消失；此时，如果压紧力F₁进一步增加，螺纹紧固件被整体向右推动，弹性体153产生明显弹性变形，底座11发生向右的位移，压紧力F₁不能再继续增加。也就是说，通过在压紧装置1上设置弹性组件15，压紧力F₁最多只能增加至与螺柱154的预紧力相等，从而可限定压紧装置1输出的最大压紧力F₁max。

本实施例中，螺纹紧固件为沿周向间隔设置的多套，当活塞14处于复位位置R时，多套螺纹紧固件提供的预紧力之和等于最大压紧力F₁max。在本实施例中，弹性体153为弹性垫。在其他实施例中，弹性体153可以是其他形式，例如螺旋弹簧、碟形弹簧，或者其他弹性体组合，只要能提供沿轴向的弹性力即可。

参考图7，本实施例中，预紧螺母155与底座11之间设置有调节垫片156，调节垫片156套设在螺柱154的外部。当压紧力F₁小于螺柱154的预紧力(即小于最大压紧力F₁max)时，弹性组件15各零件之间的尺寸关系满足：预紧套筒的长度l＝弹性体厚度d₁+底板厚度d₂+调节垫片厚度d₃。

调节垫片156的作用在于调节螺柱154上的预紧力，从而调节压紧装置1可对外输出的最大压紧力F₁max。具体调节原理为：在预紧套筒152对紧固螺母155提供限位的情况下，如果增加调节垫片156的厚度，可提高弹性体153被压缩的程度，即提高紧固螺母155对底板151的压力，从而提高对螺柱154的预紧力(即最大压紧力F₁max)。如果减小调节垫片156的厚度，则上述情况反之，不再赘述。

本发明还提供了一种变速箱，包括上述实施例提供的压紧装置，压紧装置可用于提供使得变速箱的主动件与从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种离合器，包括上述实施例提供的压紧装置，压紧装置可用于提供使得离合器的主动件与从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种制动器，包括上述实施例提供的压紧装置，压紧装置可用于提供使得制动器的主动件与从动件结合的压紧力。

本发明还提供了一种车辆，包括本发明提供的压紧装置。

综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (26)

1.一种压紧装置，可沿其轴线方向压紧被压紧件，其特征在于，沿压紧方向，所述压紧装置依次设置有：

底座，其一端面上设置有至少一条沿周向延伸的滚道，所述滚道的高度由一端向另一端递增，其中，所述周向为环绕所述轴线的方向，所述滚道的高度方向为所述轴线的延伸方向；

滚子保持架以及设置在其内部的滚子，所述滚子保持架面向所述底座的所述端面设置且可相对所述底座绕所述轴线旋转，以带动所述滚子沿所述滚道滚动；

活塞，可被所述滚子沿所述压紧方向由复位位置推动至压合位置；

其中，当所述活塞位于所述复位位置时，所述活塞与所述被压紧件之间没有压紧力；当所述活塞位于所述压合位置时，所述活塞与所述被压紧件之间的压紧力可使得所述活塞在所述被压紧件的作用下相对所述底座绕所述轴线旋转，在旋转过程中可带动所述滚子继续向所述滚道的高处滚动。

2.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，当所述活塞位于所述复位位置时，所述滚子位于所述滚道的最低点，且所述活塞与所述滚子相抵接。

3.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述滚子保持架上设置有沿所述轴线方向延伸的导向通孔，所述滚子设置在所述导向通孔内部且可沿所述导向通孔的孔壁移动。

4.根据权利要求3所述的压紧装置，其特征在于，所述滚子为球形滚珠，所述导向通孔为直径与所述球形滚珠的直径相同的圆柱形通孔。

5.根据权利要求3所述的压紧装置，其特征在于，所述导向通孔的数量为多个，多个所述导向通孔沿所述周向间隔设置；

所述滚道的数量与所述导向通孔的数量相同，多条所述滚道的位置和多个所述导向通孔的位置在所述周向上一一对应。

6.根据权利要求3所述的压紧装置，其特征在于，所述滚子保持架朝向所述底座的端面上开设有第一环形槽，所述底座上设置有嵌入所述第一环形槽中的第一环形凸部；

所述滚子保持架朝向所述活塞的端面上设置有第二环形槽，所述活塞上设置有嵌入所述第二环形槽中的第二环形凸部。

7.根据权利要求6所述的压紧装置，其特征在于，其中，所述滚道由所述第一环形凸部嵌入所述第一环形槽中的至少部分实体形成；

所述导向通孔连通所述第一环形槽和所述第二环形槽，在沿所述轴线方向投影的视图上，所述导向孔的横截面分别覆盖所述第一环形槽和所述第二环形槽的径向宽度。

8.根据权利要求5所述的压紧装置，其特征在于，所述底座的所述端面上设置有向所述滚子保持架一侧凸起的圆柱形定位凸台，所述定位凸台位于所述第一环形凸起的径向内侧，所述滚子保持架通过轴承套设在所述定位凸台上。

9.根据权利要求5所述的压紧装置，其特征在于，所述底座的所述端面与所述滚子保持架朝向所述底座的端面之间通过平面轴承连接。

10.根据权利要求5所述的压紧装置，其特征在于，所述第二环形槽的侧壁和所述第二环形凸部的侧壁之间设置有间隙。

11.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，从所述滚道的一端到另一端，所述滚道的高度线性递增。

12.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述滚道的高度大于压紧行程，所述压紧行程的定义为：所述活塞由复位位置移动至压紧位置，沿所述轴向移动的距离。

13.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述滚道包括至少一条正向滚道以及至少一条反向滚道；

其中，顺着压紧方向看，所述正向滚道的高度按顺时针方向递增，所述反向滚道的高度按逆时针方向递增。

14.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，还包括驱动部，所述驱动部用于驱动所述滚子保持架相对所述底座绕所述轴线旋转，所述滚子保持架的外周面上设置有轮齿，以通过齿轮传动来接受所述驱动部的动力。

15.根据权利要求14所述的压紧装置，其特征在于，所述驱动部为伺服电机，所述伺服电机通过对所述滚子保持架的正向或反向驱动，使得所述压紧装置实现对所述被压紧件的压紧或解除对所述被压紧件的压紧。

16.根据权利要求15所述的压紧装置，其特征在于，对所述伺服电机的控制方式为扭矩控制；在压紧过程中，当所述伺服电机的输出扭矩增大至第一扭矩值时，所述伺服电机停止工作；在解除压紧的过程中，当所述伺服电机的输出扭矩在第二扭矩值以下维持指定时长后，所述伺服电机停止工作。

17.根据权利要求14所述的压紧装置，其特征在于，还包括与所述活塞连接的复位弹簧，当所述压紧装置解除对所述被压紧件的压紧后，所述复位弹簧将所述活塞回弹至复位位置。

18.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，还包括弹性组件，所述弹性组件用于限定所述压紧装置的最大压紧力；

所述弹性组件可为所述底座提供沿所述轴线方向的支撑，当所述压紧装置输出的压紧力大于设定的最大压紧力时，所述底座可压缩所述弹性组件，以产生背离所述压紧方向的位移，以避免所述压紧装置自锁。

19.根据权利要求18所述的压紧装置，其特征在于，所述弹性组件包括：

底板，设置在所述底座的背向所述滚子保持架的一侧，与所述压紧装置的外壳固定连接，所述底板上开设有通孔；

预紧套筒，穿过所述底板上的所述通孔，一端与所述底座相抵接；

弹性体，设置在所述底板和所述底座之间；

螺纹紧固件，包括螺柱和紧固螺母，所述螺柱穿过所述套筒，所述螺柱的一端与所述底座通过螺纹连接；所述紧固螺母旋合在所述螺柱的另一端，可在预紧所述螺柱的同时压紧所述预紧套筒和所述弹性体；

其中，当所述活塞处于所述复位位置时，所述螺柱上的预紧力等于所述最大压紧力。

20.根据权利要求19所述的压紧装置，其特征在于，所述预紧螺母与所述底座之间设置有调节垫片，所述调节垫片套设在所述螺柱外部，用于调节所述最大压紧力；

当所述压紧装置输出的压紧力未超过所述最大压紧力时，所述预紧套筒的长度等于所述弹性体、所述底板和所述调节垫片的厚度之和；通过调节所述调节垫片的厚度，可调节所述弹性体的压缩程度，从而调节所述最大压紧力。

21.根据权利要求19所述的压紧装置，其特征在于，所述弹性组件包括多组沿所述周向分布的所述螺纹紧固件；

当所述活塞处于所述复位位置时，多个所述螺柱上的预紧力之和等于所述最大压紧力。

22.根据权利要求19所述的压紧装置，其特征在于，所述弹性体包括下述一种或几种：螺旋弹簧；碟形弹簧；弹性垫。

23.一种变速箱，其特征在于，包括权利要求1～22任一所述的压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述变速箱的主动件与从动件结合的压紧力。

24.一种离合器，其特征在于，包括权利要求1～22任一所述的压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述离合器的主动件与从动件结合的压紧力。

25.一种制动器，其特征在于，包括权利要求1～22任一所述的压紧装置，所述压紧装置用于提供使得所述制动器的主动件与从动件结合的压紧力。

26.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1～22任一所述的压紧装置。