CN112343964A - 离心力摆、包括离心力摆的扭矩传递装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心力摆，包括第一支撑盘，其能够围绕转动轴线转动；第二支撑盘，其在轴向方向上面对第一支撑盘，并与第一支撑盘彼此固定。质量块在轴向方向上设置在第一支撑盘和第二支撑盘之间。第一支撑盘具有轴向延伸的第一凸起，第一凸起与第一支撑盘一体形成并且限定第一轨道。质量块具有轴向延伸的通孔，通孔限定第二轨道。第一凸起延伸到所述通孔中，使得第一轨道和第二轨道在径向方向上相对。滚子在径向上设置在第一轨道和第二轨道之间，并能够抵靠第一轨道和第二轨道滚动，使得质量块能够相对于第一和第二支撑盘移动，并且在第一和第二支撑盘上施加扭矩。本发明还公开包括离心力摆的扭矩传递装置和车辆。

Description

离心力摆、包括离心力摆的扭矩传递装置和车辆
技术领域
本申请涉及离心力摆，还涉及包括该离心力摆的扭矩传递装置和包括该扭矩传递装置的车辆。
背景技术
在车辆的动力传动系统中，通常在内燃机和变速箱之间设置减振器，用以消除内燃机的输出所固有的扭转振动。离心力摆是常见的扭转振动减振器，其包括支撑盘和安装在支撑盘上的质量块。当支撑盘上的扭转波动时，质量块可相对于支撑盘受限地摆动，并在支撑盘上施加相反方向的波动扭矩，实现减振效果。
通常的离心力摆包括位于支撑盘两侧的两个质量块，两个质量块借助于连接部件彼此固定。连接部件穿过位于支撑盘上的通孔。为了约束质量块沿预定轨迹移动，需要在连接部件和通孔上形成具有特定轮廓的轨道面。在这种结构的离心力摆中，质量块从支撑盘的两侧突出，因而需要特别注意离心力摆两侧的部件的布置和尺寸，以避免干涉质量块的转动；而且，这种离心力摆需要单独的连接部件，零件数量多，导致加工和装配较为复杂。
因此，期望提供一种具有改进结构的离心力摆，以至少克服现有技术中存在的诸多问题。
发明内容
本发明的一个目的在于简化离心力摆的结构和装配。
在本发明的一方面，提供了一种离心力摆，包括第一支撑盘，其能够围绕转动轴线转动；第二支撑盘，其在轴向方向上面对第一支撑盘，并与第一支撑盘彼此固定；和质量块，其在轴向方向上设置在第一支撑盘和第二支撑盘之间。第一支撑盘具有轴向延伸的第一凸起，该第一凸起与第一支撑盘一体形成并且限定第一轨道；质量块具有轴向延伸的通孔，该通孔限定第二轨道；并且，第一凸起延伸到所述通孔中，使得第一轨道和第二轨道在径向方向上相对。滚子在径向上设置在第一轨道和第二轨道之间，并能够抵靠第一轨道和第二轨道滚动，使得质量块能够相对于第一支撑盘和第二支撑盘在垂直于转动轴线的平面内摆动，并且在第一支撑盘和第二支撑盘上施加扭矩。这一扭矩可以抵消传递至离心力摆的扭矩振动。
根据这一技术方案，限定第一轨道的第一凸起与第一支撑盘一体形成，无需单独加工和装配专门限定第一轨道的部件，这减少了零部件数量，简化了离心力摆的结构和装配。而且，质量块位于两个支撑盘之间，防止质量块暴露于离心力摆的外侧，可以避免质量块与外界部件发生干涉。
在一些实施例中，第一支撑盘具有轴向凹进的第一凹陷，第一凹陷设置在与第一凸起相反的第一支撑盘的外表面上。
在一些实施例中，第一支撑盘可以被冲压形成，同时形成第一凸起和第一凹陷。在此情况下，通过简单的冲压步骤即可在支撑盘上一体地形成凸起和凹陷，这简化了支撑盘的制造。
在一些实施例中，第二支撑盘具有朝向第一凸起轴向延伸的第二凸起，第二凸起与第二支撑盘一体形成，第二凸起延伸到所述通孔中，第一凸起和第二凸起一同限定所述第一轨道。第一凸起和第二凸起可以具有相同的凸起高度，以各自形成第一轨道的一半。在其它实施例中，第一凸起和第二凸起可以具有不同的凸起高度。
在一些实施例中，第一支撑盘和第二支撑盘在第一凸起处通过联接部件彼此固定。在此情况下，联接部件可至少部分地容纳在与第一凸起相对应的第一凹陷中，从而减小离心力摆的轴向尺寸。联接部件可以是铆钉、螺钉、焊接件等。
在一些实施例中，第二支撑盘具有轴向凹进的第二凹陷，第二凹陷设置在与第二凸起相反第二支撑盘的外表面上。所述联接部件的第一端部可以容纳在第一凹陷内并不延伸突出第一支撑盘的外表面，所述联接部件的相反的第二端部可以容纳在第二凹陷内并不延伸突出第二支撑盘的外表面。在此情况下，第一支撑盘和第二支撑盘的外表面均是平齐的，而不具有任何突出部分，这可缩小离心力摆的轴向尺寸，并避免和其它邻近部件发生干涉。
在一些实施例中，第一轨道具有第一凹形面，第二轨道具有第二凹形面，第一凹形面和第二凹形面彼此相对，构成类似眼睛的形状。滚子位于第一凹形面和第二凹形面之间，并且可以同时抵靠第一凹形面和第二凹形面的表面滚动。由此，质量块可以在大致等于第一凹形面和第二凹形面的周向宽度之和的周向距离上相对于第一和第二支撑盘摆动。
在一些实施例中，第一轨道可以位于第一凸起的径向内侧，并且，第二轨道可以位于所述通孔的径向内侧。
在一些实施例中，第一轨道可以位于第一凸起的径向外侧，并且，第二轨道可以位于所述通孔的径向外侧。
在一些实施例中，第一支撑盘具有轴向延伸的第三凸起，第三凸起与第一支撑盘一体形成并且限定第三轨道。质量块具有轴向延伸的另一通孔，该另一通孔与所述通孔在周向方向上错开一角度，该另一通孔限定第四轨道。第三凸起延伸到所述另一通孔中，使得第三轨道和第四轨道在径向方向上相对。并且，另一滚子在径向上设置在第三轨道和第四轨道之间，并能够抵靠第三轨道和第四轨道滚动，使得质量块能够相对于第一支撑盘和第二支撑盘移动，并且在第一支撑盘和第二支撑盘上施加扭矩。
在此情况下，由第一轨道、第二轨道和滚子组成的第一滑动布置可以和由第三轨道、第四轨道和另一滚子组成的第二滑动布置二者相同，并关于转动轴线错开一定角度。由此，质量块可以相对于第一和第二支撑盘更加平稳地摆动。
在本发明的另一方面，提供了一种扭矩传递装置，包括根据上文所述的离心力摆。这一离心力摆可以消减扭矩传递装置中的扭矩振动，并具有紧凑的结构和简化的装配。
在一些实施例中，所述扭矩传递装置可以是液力变矩器、离合器装置或双质量飞轮。
在本发明的再一方面，提供了一种车辆，包括根据上文所述的扭矩传递装置。
附图说明
图1是根据第一实施例的离心力摆的整体透视图；
图2是根据第一实施例的离心力摆的局部分解透视图；
图3是根据第一实施例的离心力摆的支撑盘的局部视图；
图4是根据第二实施例的离心力摆的局部透视图；
图5是根据第二实施例的离心力摆的局部分解透视图；
图6是根据第二实施例的离心力摆的支撑盘的局部视图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。附图中具有相同和相似附图标记的部件具有相同或相似的功能。
在以下说明中，“轴向方向”指平行于离心力摆P的旋转轴线X的方向；“周向方向”指围绕旋转轴线X的圆周方向；“径向方向”指垂直于旋转轴线X 的方向，其中，“向外”、“外侧”等指远离转动轴线X径向向外的方向，“向内”、“内侧”指靠近转动轴线X径向向内的方向。
如图1所示，根据本发明的离心力摆P包括第一支撑盘1和第二支撑盘 2，二者在轴向方向上彼此相对，并且彼此固定。质量块3在轴向方向上设置在第一支撑盘1和第二支撑盘2之间。
两个第一支撑盘1和第二支撑盘2可以具有圆盘形状，其具有相同的直径且重叠放置。第一支撑盘1和第二支撑盘2的圆心处设置通孔，用于装配转轴。转轴接收来自内燃机的扭矩，并驱动第一支撑盘1和第二支撑盘2围绕经过圆心的转动轴线X转动。
在其它实施例中，第一支撑盘1和第二支撑盘2可以具有其它适合的形状(例如，环形)。另外，第一支撑盘1和第二支撑盘2可以联接(例如，铆接)至现有装置的转动盘体(例如，液力变矩器的涡轮盘)。
在第一支撑盘1和第二支撑盘2之间可以设置两组质量块3，两组质量块3靠近第一支撑盘1和第二支撑盘2的圆周边缘布置，并且关于转动轴线 X对称。在其它实施例中，可以设置其它数量的多组质量块，例如三组、四组等，所述多组质量块围绕转动轴线X均匀布置。每组质量块3可以具有扇环形状，即，其具有以一角度延伸的圆弧内边和以相同角度延伸的圆弧外边。在其它实施例中，可以设置其它形状的质量块。
图2示出了第一支撑盘1、第二支撑盘2和质量块3的结构。
第一支撑盘1具有轴向延伸的第一凸起11，该第一凸起11与第一支撑盘1一体形成。第二支撑盘2具有朝向第一凸起11轴向延伸的第二凸起21，该第二凸起21与第二支撑盘2一体形成。第一凸起11和第二凸起21一同限定第一轨道R1。质量块3具有轴向延伸的通孔31，该通孔31限定第二轨道R2。第一凸起11和第二凸起12均延伸到所述通孔31中，使得第一轨道R1和第二轨道R2在径向方向上相对。
滚子5在径向方向上设置在第一轨道R1和第二轨道R2之间，并能够抵靠第一轨道R1和第二轨道R2滚动，使得质量块3能够相对于第一支撑盘1和第二支撑盘2在一段周向距离内摆动，在摆动期间，质量块3经由滚子5在第一支撑盘1和第二支撑盘2上施加扭矩，以抵消第一支撑盘1和第二支撑盘2上扭矩波动。
特别地，本发明的支撑盘1、2各自冲压形成，从而一体地形成其上的第一凸起11、第二凸起12。以第一支撑盘1为例，在冲压过程中，第一支撑盘1的一部分材料朝向质量块3一侧前进一定距离，同时保持与支撑盘1 的其余材料牢固连接。由此，在支撑盘1的内表面上形成具有一定周向高度的第一凸起11；相应地，在第一支撑盘1的外表面上、在第一凸起11的背面形成具有一定周向深度的第一凹陷12。
离心力摆P的装配操作如下：
-首先，将两个支撑盘1、2和质量块3对准，使得第一凸起11和第二凸起21均与对应的通孔31对准，并且，将滚子5放置在第一凸起11和第二凸起21上的第一轨道R1的通孔31上的第二轨道R2之间，如图2所示；
-然后，轴向推压两个支撑盘1、2，使第一凸起11和第二凸起21伸入通孔31的内部，并二者彼此接触，使得滚子5的内外侧边缘分别接触第一轨道R1和第二轨道R2；
-再然后，利用铆钉4将两个凸起11、21铆固在一起，由此，两个支撑盘1、2被铆固在一起。
由于两个凸起11、21的高度之和大于通孔31的深度(即，质量块3的厚度)，因此，装配好的支撑盘1、2和质量块3之间具有轴向间隙，允许质量块3相对于支撑盘1、2在垂直于转动轴线X的平面中摆动。
根据本发明，由于支撑盘1、2及其上的凸起11、21是一体的，相对于采用单独零件提供第一轨道R1的情形，本发明的离心力摆P减少了零件数量，从而简化了装配操作。
另外，铆钉4的两个端部可以分别容纳在两个支撑盘1、2的外表面上的第一凹陷12和第二凹陷22内，优选地不延伸突出支撑盘1、2各自的外表面。在此情况下，支撑盘1、2的外表面上不存在突出的部分，这有助于缩小离心力摆3的轴向距离，避免与邻近的其它部件干涉。在其它实施例中，还可以采用螺钉、焊接件等其他联接部件4固定两个支撑盘1、2，联接部件也可以突出支撑盘1、2的外表面。
在图2所示的实施例中，第一凸起11和第二凸起21的高度相同，二者分别限定第一轨道R1的一半。在其它未示出实施例中，第一凸起11和第二凸起21的高度还可以不同。甚至，可以不形成第二凸起21，而仅利用第一凸起11形成第一轨道R1，此时，第一凸起11的高度大致等于通孔31的深度，第一凸起11本身固定联接至第二支撑盘2。
另外，为了使质量块3的摆动更加平稳，可以在质量块3上形成另一通孔32。如图2所示，通孔31和32的几何结构完全相同，且沿圆周方向错开一角度。在此情况下，第一支撑盘1具有轴向延伸的第三凸起13，第三凸起 13与第一支撑盘1一体形成并且限定第三轨道R1。附加的另一通孔32限定第四轨道R4。第三凸起13延伸到所述另一通孔32中，使得第三轨道R3和第四轨道R4在径向方向上相对。并且，另一滚子6在径向上设置在第三轨道R3和第四轨道R4之间，并能够抵靠第三轨道R3和第四轨道R4滚动。在此情况下，质量块3同时经由两个滚子5和6相对于第一支撑盘1和第二支撑盘摆动，并且同时经由两个滚子5和6施加扭矩。由于两个滚子5和6 在摆动方向上前后设置，可以促使质量块3相对转动盘1、2更加平稳地转动。在其它实施例中，还可以针对每个质量块3设置其它数量(例如，三个) 的通孔。
针对第一轨道R1和第二轨道R2的设置方式，本发明提出以下两种实施例。
第一实施例
图1至图3示出了根据第一实施例的离心力摆P。如图3所示，以第一支撑盘1的凸起11为例，每个凸起11紧邻第一支撑盘1的外周形成，即，每个凸起11的外边是第一支撑盘1的外周边缘的部分。另外，每个凸起11 的径向内边限定具有特定轮廓的第一轨道R1，用以接触滚子5的径向外侧并引导滚子5的滚动。每个凸起11的内边和外边通过两个径向侧边在两侧连接。第一支撑盘1和第二支撑盘2上的各凸起具有相同的结构。
如图2所示，以第一通孔31为例，每个通孔31的径向外边是弧形的，用以在接触伸入通孔31的第一凸起11和第二凸起21的径向外边；相应地，第一凸起11和第二凸起21的外边可以支承质量块3，并引导其在圆周方向上摆动。通孔31的径向内边限定具有特定轮廓的第二轨道R2，用以接触滚子5的径向内侧并引导滚子5的滚动。通孔31的内边和外边通过两个径向的侧边在两侧连接。
在操作中，如果支撑盘1、2上的扭矩出现波动，通过滚子5、第一轨道 R1、第二轨道R2三者的协同作用，质量块3可以相对于支撑盘1、2按照预先设计的轨迹在周向和径向上摆动，在此期间，质量块3经由滚子5在支撑盘1、2上施加相反方向的扭矩，以抵消支撑盘1、2上的扭矩波动。
图2和图3示出了第一轨道R1和第二轨道R2的示例性轮廓。第一轨道R1具有向径向内侧凸出的第一和第二凸形面A，第一和第二凸形面A之间限定向径向外侧凹陷的第一凹形面B。第二轨道R2具有向径向外侧凸出的第三和第四凸形面C，第三和第四凸形面C之间限定向径向内侧凹陷的第二凹形面D。滚子5位于第一凹形面B和第二凹形面D之间。在质量块3摆动过程中，滚子5沿着第一凹形面B和第二凹形面D的表面滚动，并且，在滚子5与第一凹形面B和第二凹形面D的接触线上传递作用力，产生相反方向的波动扭矩。
另外，如图2所示，在质量块3中，第三和第四凸形面C和邻近的通孔侧边之间分别限定一个向径向内侧凹陷的侧面凹形面，其可防止在摆动期间第一轨道R1的第一和第二凸形面A与第二轨道R2的表面发生干涉。
在一些实施例中，在质量块3的通孔31的两个侧边和/或支撑盘1、2的凸起11、21的两个侧边位置处可以设置减振元件，例如橡胶垫，用于降低质量块3和支撑盘1、2接触时产生的冲击。
第二实施例
图4至图6示出了根据第二实施例的离心力摆P’。该离心力摆P’与第一实施例的离心力摆P基本相同，下面仅描述二者的不同之处。
在第二实施例中，如图6所示，以第一支撑盘1’的第一凸起11’为例，每个凸起11’远离第一支撑盘1’的外周形成，即，凸起11’的径向外边与支撑盘1’的外周边缘间隔一定距离。另外，每个凸起11’的径向外边限定具有特定轮廓的第一轨道R1’，用以接触滚子5’的径向内侧并引导滚子5’滚动。
如图5所示，通孔31’的径向内边是圆弧形的，用以在接触伸入通孔 31’的凸起11’径向内边；相应地，凸起11’的径向内边可以支承质量块3’，并引导其在圆周方向上摆动。通孔31’的径向外边限定具有特定轮廓的第二轨道R2’，用以接触滚子5’的外侧并引导滚子5’的滚动。
在操作中，如果支撑盘1’、2’上的扭矩出现波动，通过滚子5’、第一轨道R1’、第二轨道R2’三者的协同作用，质量块3’可以相对于支撑盘1’、 2’按照预先设计的轨迹在周向和径向上摆动，在此期间，质量块3’经由滚子5’在支撑盘1’、2’上施加相反方向的扭矩，以抵消支撑盘1’、2’上的扭矩波动。
图5和图6示出了第一轨道R1’和第二轨道R2’的示例性轮廓。第一轨道R1’具有向径向外侧凸出的第一和第二凸形面A’，第一和第二凸形面A’之间限定向径向内侧凹陷的第一凹形面B’。第二轨道R2’具有向径向内侧凸出的第三和第四凸形面C’，第三和第四凸形面C’之间限定向径向外侧凹陷的第二凹形面D’。滚子5’位于第一凹形面B’和第二凹形面D’之间。在质量块3’摆动过程中，滚子5’同时沿着第一凹形面B’和第二凹形面D’的表面滚动，并且，在滚子5’与第一凹形面B’和第二凹形面D’的接触线上传递作用力，产生相反方向的波动扭矩。
根据本发明的扭矩传递装置包括上述离心力摆。扭矩传递装置可以是液力变矩器、离合器装置或双质量飞轮。离心力摆可以消减从内燃机传递至液力变矩器、离合器装置或双质量飞轮的扭矩波动。
根据本发明的车辆包括上述的扭矩传递装置。车辆例如汽车、工程车、农用车等车辆。这一扭矩传递装置可以提供减振效果，以消除车辆的内燃机所产生的扭矩振动。这对节省油耗、降低噪音、提高车辆可靠性等均具有益处。
上文已经详细描述了用于实现本发明的某些最佳实施例和其他实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。本领域技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。
附图说明
P，P’ 离心力摆
1，1’ 第一支撑盘
11，11’ 第一凸起
12 第一凹陷
13 第三凸起
2，2’ 第二支撑盘
21 第二凸起
22，22’ 第二凹陷
3，3’ 质量块
31，31’ 通孔
32 另一通孔
4，4’ 联接部件，铆钉
5，5’ 滚子
6 另一滚子
R1，R1’ 第一轨道
A，A’ 第一和第二凸形面
B，B’ 第一凹形面
R2，R2’ 第二轨道
C，C’ 第三和第四凸形面
D，D’ 第二凹形面
R3 第三轨道
R4 第四轨道

Claims (15)

1.一种离心力摆(P)，包括：
第一支撑盘(1)，其能够围绕转动轴线(X)转动；
第二支撑盘(2)，其在轴向方向上面对第一支撑盘(1)，并与第一支撑盘(1)彼此固定；和
质量块(3)，其在轴向方向上设置在第一支撑盘(1)和第二支撑盘(2)之间；
其中，第一支撑盘(1)具有轴向延伸的第一凸起(11)，第一凸起(11)与第一支撑盘(1)一体形成，并且限定第一轨道(R1)；
其中，质量块(3)具有轴向延伸的通孔(31)，通孔(31)限定第二轨道(R2)；
其中，第一凸起(11)延伸到所述通孔(31)中，使得第一轨道(R1)和第二轨道(R2)在径向方向上相对；并且
其中，滚子(5)在径向方向上设置在第一轨道(R1)和第二轨道(R2)之间，并能够抵靠第一轨道(R1)和第二轨道(R2)滚动，使得质量块(3)能够相对于第一支撑盘(1)和第二支撑盘(2)移动，并且在第一支撑盘(1)和第二支撑盘(2)上施加扭矩。
2.根据权利要求1所述的离心力摆，
其中，第一支撑盘(1)具有轴向凹进的第一凹陷(12)；并且，
其中，第一凹陷(12)设置在与第一凸起(11)相反的第一支撑盘(1)的外表面上。
3.根据权利要求2所述的离心力摆，其中，第一支撑盘(1)被冲压形成，同时形成第一凸起(11)和第一凹陷(12)。
4.根据权利要求1所述的离心力摆，
其中，第二支撑盘(2)具有朝向第一凸起(11)轴向延伸的第二凸起(21)，第二凸起(21)与第二支撑盘(2)一体形成；并且
其中，第二凸起(21)延伸到所述通孔(31)中，第一凸起(11)和第二凸起(21)一同限定第一轨道(R1)。
5.根据权利要求4所述的离心力摆，
其中，第一凸起(11)和第二凸起(21)具有相同的凸起高度，以各自形成第一轨道(R1)的一半。
6.根据权利要求4所述的离心力摆，
其中，第一凸起(11)和第二凸起(21)具有不同的凸起高度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的离心力摆，其中，第一支撑盘(1)和第二支撑盘(2)在第一凸起(11)处通过联接部件(4)彼此固定。
8.根据权利要求7中任一项所述的离心力摆，
其中，第二支撑盘(2)具有轴向凹进的第二凹陷(22)，第二凹陷(22)设置在与第二凸起(21)相反的第二支撑盘(2)的外表面上。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的离心力摆，其中，第一轨道(R1)具有第一凹形面(B)，第二轨道(R2)具有第二凹形面(D)，并且，滚子(5)位于第一凹形面(B)和第二凹形面(D)之间。
10.根据权利要求9所述的离心力摆，其中，第一轨道(R1)位于第一凸起(11)的径向内侧，并且，第二轨道(R2)位于所述通孔(31)的径向内侧。
11.根据权利要求9所述的离心力摆，其中，第一轨道(R1’)位于第一凸起(11’)的径向外侧，并且，第二轨道(R2’)位于所述通孔(31’)的径向外侧。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的离心力摆，
其中，第一支撑盘(1)具有轴向延伸的第三凸起(13)，第三凸起(13)与第一支撑盘(1)一体形成并且限定第三轨道(R3)；
其中，质量块(3)具有轴向延伸的另一通孔(32)，该另一通孔(32)与所述通孔(31)在周向方向上错开一角度，该另一通孔(32)限定第四轨道(R4)；
其中，第三凸起(13)延伸到所述另一通孔(32)中，使得第三轨道(R3)和第四轨道(R4)在径向方向上相对；并且
其中，另一滚子(6)在径向上设置在第三轨道(R3)和第四轨道(R4)之间，并能够抵靠第三轨道(R3)和第四轨道(R4)滚动。
13.一种扭矩传递装置，包括根据权利要求1-12中任一项所述的离心力摆。
14.根据权利要求13所述的扭矩传递装置，其中，所述扭矩传递装置是液力变矩器、离合器装置或双质量飞轮。
15.一种车辆，包括根据权利要求13或14所述的扭矩传递装置。
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