CN112888871B - 具有内部闭锁机构的耦合器和控制器组件 - Google Patents

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Abstract

一种耦合器和控制器组件包括内部闭锁机构，其用于将支撑构件和耦合器构件一起保持在适当位置，从而使得支撑构件和第二耦合器构件在不用任何能量的情况下一起旋转。

Description

具有内部闭锁机构的耦合器和控制器组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年10月4日提交的美国临时申请第62/741,027号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明的至少一个实施方式总体上涉及耦合器和控制器组件，并且尤其涉及与闭锁机构一起用于将组件保持在至少一个位置的这种组件。
背景技术
典型的单向离合器(OWC)包括内环、外环和位于这两个环之间的锁定装置。单向离合器被设计为在一个方向上锁定，并且允许在另一个方向上自由旋转。车辆自动变速器常用的两种单向离合器包括：
滚子式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的弹簧加载的滚子(在一些应用中滚子式也在没有弹簧的情况下使用)；以及
斜撑式，其包括位于单向离合器的内座圈和外座圈之间的不对称形状的楔块。
单向离合器通常用于变速器，以防止驱动扭矩(即，动力流)在某些档位转换期间中断并且允许发动机在滑行期间进行制动。
可控或可选式单向离合器(即，OWC)与传统的单向离合器设计不同。可选式OWC通常加入了与滑板组合的第二组锁定构件。该额外的一组锁定构件加上滑板为OWC增添了多种功能。根据设计的需要，可控式OWC能够在一个或两个方向上在旋转轴或固定轴之间产生机械连接。此外，根据设计，OWC能够在一个或两个方向上进行超越。可控式OWC包含外部控制的选择或控制机构。该选择机构可以在对应于不同操作模式的两个以上的位置之间移动。
美国专利第5,927,455号公开了一种双向超越棘爪式离合器，美国专利第6,244,965号公开了一种平面超越耦合器，并且美国专利第6,290,044号公开了一种用于自动变速器的可选式单向离合器组件。
美国专利第7,258,214号和第7,344,010号公开了超越耦合组件，并且美国专利第7,484,605号公开了一种超越径向耦合组件或离合器。
适当设计的可控式OWC在“关闭”状态下可具有接近零的寄生损耗。它也可以通过机电装置驱动，并且不具有液压泵和阀的复杂性或寄生损耗。
其他相关的美国专利公开包括：2018/0347642；2018/0038425；2016/0369855；2015/0014116；2016/0377126；2011/0140451；2011/0215575；2011/0233026；2011/0177900；2010/0044141；2010/0071497；2010/0119389；2010/0252384；2009/0133981；2009/0127059；2009/0084653；2009/0194381；2009/0142207；2009/0255773；2009/0098968；2010/0230226；2010/0200358；2009/0211863；2009/0159391；2009/0098970；2008/0223681；2008/0110715；2008/0169166；2008/0169165；2008/0185253；2007/0278061；2007/0056825；2006/138777；2006/0185957；2004/0110594；以及下面的美国专利号：8,272,488；8,888,637；9,109,636；9,188,172；9,303,699；9,377,061；9,435,387；9,441,708；9,702,419；9,874,252；7,942,781；7,806,795；7,690,455；7,491,151；7,484,605；7,464,801；7,349,010；7,275,628；7,256,510；7,223,198；7,198,587；7,093,512；6,953,409；6,846,257；6,814,201；6,503,167；6,193,038；4,050,560；4,340,133；5,597,057；5,918,715；5,638,929；5,362,293；5,678,668；5,070,978；5,052,534；5,387,854；5,231,265；5,394,321；5,206,573；5,453,598；5,642,009；6,075,302；6,605,576；6,982,502；7,153,228；5,924,510；5,918,715；9,121,454；以及9,188,170。
可以通过检查磁源产生或“激励”的磁场来确定本地或远距离的磁源(即，电流和/或永磁体(PM)材料)所产生的机械力。磁场是向量场，其表示本地或远距离的磁源的影响能力在空间中任何一点处的大小和方向。在任何所关注的区域内的某个点处的磁场的强度或大小取决于激励磁源的强度、数量和相对位置以及激励源的位置与指定的所关注区域之间的各种介质的磁特性。磁特性是指决定要对单位体积的材料进行“磁化”(即要建立一定的磁场强度水平)的“容易程度”或所需的激励水平的“高低程度”的材料特性。总体上，与包含空气或塑料材料的区域相比，包含铁材料的区域更容易“磁化”。
磁场可以被表示为或描述为三维力线，它们是在整个空间区域和材料结构内横穿的闭合曲线。当在磁性结构内发生磁“作用”时(产生可测量水平的机械力)，会看到这些力线耦合或连接结构内的磁源。如果磁力线环绕结构中的全部或部分电流路径，则这些磁力线耦合/连接到电流源。如果力线大体在永久磁化的方向上或相反方向上横穿PM材料，则这些力线耦合/连接到PM源。彼此不交叉的单独的力线或场线在沿着线的延伸部的每个点处都显示出不同程度的拉应力，非常像被拉伸成闭合场线曲线形状的、被拉伸的“橡胶带”中的拉力。这是在磁性机械结构中跨过气隙产生力的主要方法。
人们通常可以通过检查结构内的磁场线图表来确定磁性机器各部分中的净力产生的方向。在跨过将机器元件分开的气隙的任何一个方向上的场线越多(橡胶带拉伸得越多)，在该指定方向上的机器元件之间的“拉”力就越大。
在电磁学中，磁导率是材料在自身内部支持磁场形成的能力的度量，另外在传输线理论中被称为分布电感。因此，它是材料响应于施加的磁场所获得的磁化程度。
相对磁导率是特定介质的磁导率与自由空间的磁导率之比。在足够高的场强下，任何材料的相对磁导率都趋向于1(磁饱和)。
铁、镍、钴和某些稀土元素(钆、镝)具有独特的磁性行为，其由于铁(拉丁语为ferrum)是最常见且最引人注目的例子而被称为铁磁性。含钴合金中的钐和钕已用于制造非常坚固的稀土磁体。
在铁磁材料中磁导率可以非常大，并且方便使用相对磁导率来表征材料。
磁通密度为0.002W/m2时的一些代表性相对磁导率：
Figure BDA0003007671860000031
金属注射成型(MIM)是一种金属加工工艺，其中细小的粉末状金属与测定量的粘合材料混合，以构成能够经由塑料加工设备通过称为注射成形的工艺进行处理的“给料”。该成型工艺允许在单一操作中大量成形复杂的部件。最终产品通常是用于各种行业和应用的组成元件。MIM给料流的性质由称为流变学的物理学来定义。目前的设备能力要求限于能够使用在模具中每次“注射”100克以下的典型的量进行成型的产品的加工。流变学确实允许这种“注射”分布到多个空腔中，因此对于小型的、复杂的大量产品而言是成本有效的，否则这些产品在通过另外的或常规的方法进行生产的情况下是相当昂贵的。能够在MIM给料中实施的各种金属被称为粉末冶金，并且它们含有的合金成分与用于普通金属和异金属应用的工业标准相同。随后对成型后的形状执行调节操作，其中粘合材料被去除并且金属颗粒聚结成期望的金属合金态。
就本申请而言，术语“耦合器”应被解释为包括离合器或制动器，其中一个板被可驱动地连接至变速器的扭矩传递元件，并且另一个板被可驱动地连接至另一个扭矩传递元件或相对于变速器壳体被锚固并保持静止。术语“耦合器”、“离合器”和“制动器”可以互换使用。
锁闩通常与单向离合器一起使用，以使用液压装置、气动装置、机械装置或电能将离合器保持在“打开”或“关闭”位置。这种锁闩通常被包含在离合器的致动系统内。这给动态控制的离合器带来了问题，因为这样的致动系统不期望进行旋转并因此倾向于位于离合器外部。
发明内容
本发明的至少一个实施方式的目的是提供一种耦合器和控制器组件，其具有内部闭锁机构，从而允许较低的能量使用并因此使车辆效率更好、组件部件的损坏/磨损更少并且NVH(即，噪声、振动和声振粗糙度)更好。
为了实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的，提供了一种耦合器和控制器组件。该组件包括第一耦合器构件和第二耦合器构件，它们被支撑成能围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转。第一耦合器构件和第二耦合器构件分别包括彼此小间距地对置的第一面部和第二面部。第二耦合器构件具有与第二面部间隔开的第三面部。第二面部具有槽。第一面部具有一组锁定构造并且第三面部具有与槽连通的通道。锁定构件在解耦位置中被接收在槽内并且在与其中一个锁定构造接合时从槽向外枢转到耦合位置。锁定构件控制组件的操作模式。通道传递用于对槽内的锁定构件进行致动的致动力，从而使锁定构件在耦合位置与解耦位置之间移动。致动器被接收在通道内，以用于提供致动力。支撑构件用于支撑致动器并被安装成能在与组件的第一模式对应的第一位置和与组件的第二模式对应的第二位置之间相对于第二耦合器构件进行受控的移位运动。闭锁机构用于在第二位置中将支撑构件和第二耦合器构件保持在一起，从而使支撑构件和第二耦合器构件在不用任何能量的情况下一起旋转。
所述组件还可包括至少一个偏置构件，其用于在支撑构件上施加偏置力，其中控制力被施加到支撑构件上从而对抗至少一个偏置构件的偏置力使支撑构件从第一位置移动到第二位置。在没有控制力的情况下可以使至少一个偏置构件使支撑构件从其第二位置移回到其第一位置。
闭锁机构可以是位于第二耦合器构件与支撑构件之间的永磁体闭锁机构。
第一面部和第三面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对第一方向，并且第二面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对与第一方向相对的第二方向。
锁定构件可以是锁定支柱，其防止第一耦合器构件和第二耦合器构件围绕旋转轴线在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
所述组件还可包括偏置构件，其对抗锁定构件朝向耦合位置的枢转运动而偏置锁定构件，其中致动力对抗偏置构件的偏置力而使锁定构件枢转。
第一面部、第二面部和第三面部可以基本上是环形的，并且基本上相对于旋转轴线在径向上延伸。
锁定构件可以是跷跷板形的。
致动器可以是弹簧致动器。
支撑构件可以是施加板，第一耦合器构件可以是凹口板，并且第二耦合器构件可以是槽板。
为了进一步实现本发明的至少一个实施方式的上述目的和其他目的，提供了一种耦合器和控制器组件。第一耦合器构件和第二耦合器构件被支撑成能围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转。第一耦合器构件和第二耦合器构件分别包括彼此小间距地对置的第一面部和第二面部。第二耦合器构件具有与第二面部间隔开的第三面部。第二面部具有多个槽，第一面部具有一组锁定构造，并且第三面部具有与相应的槽连通的多个通道。锁定构件在解耦位置中被接收在每个槽内并且在与其中一个锁定构造接合时从相应的槽向外枢转到耦合位置。锁定构件控制组件的操作模式。通道传递用于对槽内的相应的锁定构件进行致动的致动力，从而使锁定构件在它们的耦合位置与解耦位置之间移动。致动器被接收在每个通道内，以用于提供致动力。支撑构件用于支撑致动器并被安装成能在与组件的第一模式对应的第一位置和与组件的第二模式对应的第二位置之间相对于第二耦合器构件进行受控的移位运动。闭锁机构用于在第二位置中将支撑构件和第二耦合器构件保持在一起，从而使支撑构件和第二耦合器构件在不用任何能量的情况下一起旋转。
所述组件还可包括多个偏置构件，它们用于在支撑构件上施加偏置力，其中控制力被施加到支撑构件上从而对抗偏置构件的偏置力使支撑构件从第一位置移动到第二位置，并且其中在没有控制力的情况下偏置构件可以使支撑构件从其第二位置移回到其第一位置。
闭锁机构可以是位于第二耦合器构件与支撑构件之间的永磁体闭锁机构。
第一面部和第三面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对第一方向，并且第二面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对与第一方向相对的第二方向。
每个锁定构件都可以是锁定支柱，其防止第一耦合器构件和第二耦合器构件围绕旋转轴线在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
所述组件还可包括多个偏置构件，它们对抗锁定构件朝向它们的耦合位置的枢转运动而偏置锁定构件，其中致动力对抗偏置构件的偏置力而使锁定构件枢转。
第一面部、第二面部和第三面部可以基本上是环形的，并且基本上相对于旋转轴线在径向上延伸。
锁定构件可以是跷跷板形的。
致动器可以是弹簧致动器。
支撑构件可以是施加板，第一耦合器构件可以是凹口板，并且第二耦合器构件可以是槽板。
闭锁机构可以在第一位置中保持支撑构件。
闭锁机构可以位于第二耦合器构件与支撑构件之间。
闭锁机构可以是磁性闭锁机构。
磁性闭锁机构可包括：第一组永磁体，它们被支撑在支撑构件上以与其一起移动；以及第二组永磁体，它们被支撑在第二耦合器构件上以与其一起移动。第一组永磁体和第二组永磁体可以在第二位置中将支撑构件和第二耦合器构件保持在一起。
锁定机构可包括永磁体组，其中第二耦合器构件的至少一些部分的相对磁导率可以大于1。永磁体组和第二耦合器构件的部分可以在第二位置中将支撑构件和第二耦合器构件保持在一起。
所述组件还可包括基本上为圆形的保持结构，其通过环形凹槽被接收在其中一个耦合器构件中，从而在允许支撑构件移位运动的同时将组件保持在一起。保持结构的至少一些部分的相对磁导率可以大于1。永磁体组和保持结构的部分可以在第一位置中将保持结构和第二耦合器构件保持在一起。
保持结构可包括卡环。
第二耦合器构件的至少一个部分可包括一种或多种铁磁材料。
第二耦合器构件的至少一个部分可包括一种或多种铁磁材料，其中第二耦合器构件的至少一个部分可包括一种或多种软磁烧结材料。
相对磁导率可以大于10。
相对磁导率可以大于大约100。
相对磁导率可以大于大约1000。
相对磁导率可以大于大约10000。
第一面部和第三面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对第一方向，并且第二面部可以被定向为沿着旋转轴线在轴向上面对与第一方向相对的第二方向。
附图说明
图1是根据本发明的至少一个实施方式构造的耦合器和控制器组件的分解立体图；
图2是从与图1相对的一侧观察的图1的组件的分解立体图；
图3是槽、保持器和凹口板的部分剖开的剖视图，其中锁定构件或支柱延伸穿过保持器板，以将组件锁定在其耦合模式中；
图4是图1和图2的组件处于组装状态下的立体图；
图5是在图4的虚线方框内截取的图4的视图的一部分的放大图；
图6是施加板或支撑构件的立体端视图，其特别示出了被支撑在施加板上的磁性闭锁机构的纽扣状磁体的位置；
图7是槽板的一个面部的立体端视图，其示出了磁性闭锁机构的闭锁用纽扣状磁体在其中的对应位置；
图8是耦合器和控制器组件的第二实施方式的局部剖开的剖视图，其中支撑构件或转换器结构处于对应于组件的一种操作模式的闭锁位置，其中锁定构件处于它们的耦合位置；
图9是类似于图8的视图，但是支撑构件处于不同的闭锁位置，其中锁定构件处于它们的解耦位置；
图10是第二实施方式的支撑构件与多个在周向上间隔开的纽扣状磁体和弹簧致动器在一起的侧视立体示意图；并且
图11是第二实施方式的组件的分解立体图。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本发明的具体实施方式；然而，应理解的是，所公开的实施方式仅仅是可以被实施为不同的和替代的形式的本发明的示例。附图不一定成比例绘制；为了示出特定的部件的细节，一些特征可能被放大或缩小。因此，本文所公开的特定的结构性和功能性细节不应解释为限制性的，而仅仅是教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
现在参照图1和图2，示出了根据本发明的至少一个实施方式构造的耦合器和控制器组件，其总体上以10表示。组件10包括总体上以12表示的耦合器子组件和总体上以14表示的控制器子组件。耦合器子组件12包括一个或多个跷跷板形的锁定构件或支柱，总体上以22表示。锁定构件22在耦合器子组件12的分别以24和26表示的第一和第二离合器或耦合器构件之间可控地传递扭矩。
第一耦合器构件24可以是可围绕组件10的旋转轴线28(图4)在顺时针方向或逆时针方向上旋转的槽板，并且包括大体平坦的环形的耦合器面部30，其具有多个总体上以32表示的槽(图3)，其中每个槽的尺寸和形状被设置为用于接收并象征性地保持诸如跷跷板支柱22的锁定构件。槽32围绕组件10的轴线28间隔开。面部30被定向为沿着组件10的旋转轴线28在轴向上面对第一方向。
第二离合器构件26可以是凹口板，并且具有大体平坦的环形的耦合器第二面部33，其与第一面部30对置并且被定向为沿着组件10的旋转轴线28在轴向上面对与第一方向相对的第二方向。第二面部33具有多个锁定构造35，它们在从它们相应的槽32突出或枢转后与锁定构件22接合，以防止第一构件24和第二构件26围绕组件10的轴线28在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
每个锁定构件22都包括与构件接合的第一端表面34、与构件接合的第二端表面36以及位于端表面34和36之间的细长的主体部分38。锁定构件22还包括从主体部分38侧向伸出的突出的外部枢轴40，其用于使锁定构件22能够围绕与枢轴40相交的锁定构件22的枢转轴线进行枢转运动。在枢转运动期间，锁定构件22的端表面34和36可在构件24和26之间在接合位置和分离位置之间移动，由此可以在锁定构件22的接合位置中在耦合器构件24和26之间产生单向扭矩传递。
诸如滚柱轴承42的轴承可以将每个枢轴40支撑在每个槽32的外壁附近。在2019年7月22日提交的标题为“高速超越耦合器和控制器组件、耦合器组件以及具有摩擦大幅减小的枢转运动的锁定构件”的美国第16/518,371号的对应的专利申请中详细示出了优选的锁定构件或支柱22及其轴承42，该专利申请通过引用整体并入本文。
组件10还包括总体上以47表示的带孔的保持器元件或盖板，其被支撑在第一离合器构件24与第二离合器构件26之间。保持器元件47具有完全延伸穿过其中的多个间隔开的开口48，以允许锁定构件或支柱22延伸穿过其中并分别将第一离合器构件24和第二离合器构件26锁定在一起。在这样的移动过程中，主体部分38的上表面抵靠保持器板47的下表面进行枢转。
通过围绕盖板47的外周在周向上间隔开并装配在形成在槽板24的轴向内表面51中的对应的孔50内的肩部49防止了盖板47相对于槽板24进行旋转。
在形成在槽板24的轴向内表面51中的凹槽53内设置有卡环52，以用于将凹口板26、槽板24和盖板47保持在一起。
锁定构件22可以是注射成型的锁定构件，诸如金属注射成型的锁定构件或零件。
第一耦合器构件24还具有与第一面部30相对的面部54(图2)，其具有围绕组件10的旋转轴线28间隔开的多个通道56(图3)。每个通道56都与其槽32连通。通道56将致动力传递给它们的相应的槽32内的相应的锁定构件22。第一面部30和相对的面部54是大体环形的，并且相对于组件10的旋转轴线28大体在径向上延伸。
诸如弹簧致动器(包括弹簧致动器58)的致动器可以被接收在通道56内以提供致动力，从而对它们相应的槽32内的锁定构件22进行致动，使得锁定构件22在它们的接合位置和分离位置之间移动。可以使用诸如销的其他类型的致动器来提供致动力。
组件10的总体上以57表示的致动器或施加板被操作性地连接至弹簧致动器58，从而使弹簧致动器58一致地线性移动。在施加板57的工作面部59(图2)上接收到压力或致动力时，该板57移动，以使通道56内的弹簧致动器58线性移动。
诸如螺旋回位弹簧60的偏置构件对抗锁定构件22朝着它们的接合位置的枢转运动而偏置锁定构件22。弹簧致动器58对抗弹簧偏置构件60的偏置力而使它们的锁定构件22枢转。每个槽32都具有用于接收其相应的偏置弹簧60的内凹部62(图3)，其中每个槽32都是弹簧槽。
施加板57在其内部端面或表面66上形成有多个间隔开的孔64，以用于将弹簧58操作性地连接至板57。板57还支撑多个偏置螺旋弹簧68，它们在形成在板24的端面或表面54中的孔(未被示出)与形成在施加板57的面部66中的孔67之间延伸，以将施加板57和槽板24偏置开。
组件10还包括设置在形成在槽板24的轴向表面14中的凹槽72中的卡环70，以将板57保持在槽板24内。
组件10还包括永磁体闭锁机构，以用于在不用任何能量的情况下将组件10保持在其“打开”位置或其“关闭”位置。闭锁机构在致动系统的外部。闭锁机构包括插入在槽板24的孔75内和施加板57的孔76内的相对较小的廉价的纽扣状磁体74，其由此在两个板24和57之间提供永磁体闭锁部。当通过磁体74保持在一起时，施加板57与槽板24一起旋转(即，没有相对旋转)。以这种方式，在致动的一侧上提供了磁性闭锁部，并且在致动的另一侧上提供了弹簧闭锁部(或者致动的两侧上都可以具有磁性闭锁部)。优选地，对置的磁体74在闭锁状态下(即，当磁性闭锁部具有最大强度时)彼此物理接触。
组件10的磁性闭锁机构允许使用较低的能量，这意味着车辆效率更好、对部件的损坏/磨损更少并且NVH(即，噪声、振动和声振粗糙度)更好。纽扣状磁体74相对较便宜。
现在参照图8至图11，示出了根据本发明的至少一个实施方式构造的耦合器和控制器组件的第二实施方式，其总体上以110表示。在结构或功能上与第一实施方式的零件或部件相同或相似的第二实施方式的零件或部件具有前面加上数字“1”的相同的附图标记。
组件110包括总体上以112表示的耦合器子组件和总体上以114表示的控制器子组件。耦合器子组件112包括一个或多个跷跷板形的锁定构件或支柱，其总体上以122表示。锁定构件122在耦合器子组件112的分别以124和126表示的第一和第二离合器或耦合器构件之间可控地传递扭矩。
第一耦合器构件124可以是可围绕组件110的旋转轴线128(图11)在顺时针方向或逆时针方向上旋转的槽板，并且包括大体平坦的环形的耦合器面部130，其具有总体上以132表示的多个槽(图11)，其中每个槽的尺寸和形状都被设置为用于接收并象征性地保持诸如跷跷板支柱122的锁定构件。槽132围绕组件110的轴线128间隔开。面部130被定向为沿着组件110的旋转轴线128在轴向上面对第一方向。
第二离合器构件126可以是凹口板，并且具有大体平坦的环形的耦合器第二面部133(图8和图9)，其与第一面部130对置并且定向为沿着组件110的旋转轴线128在轴向上面对与第一方向相对的第二方向。第二面部133具有多个锁定构造135(图11)，它们在从它们相应的槽132突出或枢转后与锁定构件122接合，以防止第一构件124和第二构件126围绕组件110的轴线128在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
如在第一实施方式中那样，每个锁定构件122都包括与构件接合的第一端表面、与构件接合的第二端表面以及位于两个端表面之间的细长的主体部分。每个锁定构件122还包括从其主体部分侧向伸出的突出的外部枢轴，以用于使锁定构件122能够围绕与枢轴相交的锁定构件122的枢转轴线进行枢转运动。在枢转运动期间，锁定构件122的端表面可在构件124和126之间在接合位置和分离位置之间移动，由此可以在锁定构件122的接合位置中在耦合器构件124和126之间产生单向扭矩传递。
诸如滚柱轴承的轴承可以将每个枢轴支撑在每个槽132的外壁附近。在2019年7月22日提交的标题为“高速超越耦合器和控制器组件、耦合器组件以及具有摩擦大幅减小的枢转运动的锁定构件”的美国第16/518,371号的对应的专利申请中详细示出了优选的锁定构件或支柱122及其轴承，该专利申请通过引用整体并入本文。
组件110还包括总体上以147表示的带孔的保持器元件或盖板，其被分别支撑在第一离合器构件124与第二离合器构件126之间。保持器元件147具有完全延伸穿过其中的多个间隔开的开口148，以允许锁定构件或支柱122延伸穿过其中并分别将第一离合器构件124和第二离合器构件126锁定在一起。在这样的移动过程中，主体部分的上表面抵靠保持器板147的下表面进行枢转。
通过围绕盖板147的外周在周向上间隔开并装配在形成在槽板124的轴向内表面151中的对应的孔150内的肩部149防止了盖板147相对于槽板124进行旋转。
在形成在槽板124的轴向内表面151中的凹槽153(图8和图9)内设置有卡环152，以用于将凹口板126、槽板124和盖板147保持在一起。
锁定构件122可以是注射成型的锁定构件，诸如金属注射成型的锁定构件或零件。以类似的方式，槽板124以及凹口板126可以是金属注射成型的。
第一耦合器构件124还具有与第一面部130相对的面部154(图8和图9)，其具有围绕组件110的旋转轴线128间隔开的多个通道(未被示出，但是类似于第一实施方式的通道56)。每个通道都与其槽132连通。通道将致动力传递给它们的相应的槽132内的相应的锁定构件122。第一面部130和相对的面部154是大体环形的，并且相对于组件110的旋转轴线128大体在径向上延伸。
诸如弹簧致动器158的致动器可以被接收在通道内(类似于图3所示)以提供致动力，从而对它们相应的槽132内的锁定构件122进行致动，使得锁定构件122在它们的接合位置和分离位置之间移动。可以使用诸如销的其他类型的致动器来提供致动力。
组件110的总体上以157表示的转换器结构或支撑构件被操作性地连接至弹簧致动器158，从而使弹簧致动器158一致地线性移动。在支撑构件157的工作面部159(图8和图9)上接收到来自致动系统的压力或致动力时，该支撑构件157移动，以使弹簧致动器158在它们的通道内线性移动。致动系统可以是任何种类的致动系统，例如拨叉、线性致动器(磁力)或是手动的。
如上述共同未决的申请中所述，诸如回位弹簧的偏置构件对抗锁定构件122朝着它们的接合位置的枢转运动而偏置锁定构件122。弹簧致动器158对抗偏置构件的偏置力而使它们的锁定构件122枢转。每个槽132都具有用于接收其相应的偏置弹簧的内凹部，其中每个槽132都是弹簧槽。
支撑构件157在其内部端面或表面166上形成有多个间隔开的孔164，其用于接收并保持柱或销167，该柱或销又将弹簧158操作性地连接至支撑构件157。支撑构件157还支撑多个周向间隔开的纽扣状磁体174，它们被接收并保持在孔169(其从支撑构件157的面部166到面部159完全延伸穿过支撑构件157)中，以在支撑构件157的第二位置中(如图8所示)磁性地将支撑构件157和槽板124保持在一起，该第二位置对应于组件110的第二模式。槽板124的多个部分具有较高的相对磁导率，以在与磁体174接合时提供与其的保持力。磁导率大于1并且可以大于10000。优选地，整个槽板124都具有这种较高的相对磁导率，并且可以由铁磁材料制成。槽板124可以由软磁烧结材料制成。
组件110还包括设置在形成在槽板124的轴向内表面136中的凹槽172中的卡环170，以将支撑构件157保持在槽板124内。在该实施方式中，卡环或保持结构170还具有多个部分，这些部分具有较高的相对磁导率，以在与磁体174接合时提供与其的保持力。优选地，整个卡环170都具有这种较高的相对磁导率，以在支撑构件157的第一位置中(如图9所示)将支撑构件157和卡环170保持在一起，该第一位置对应于组件110的第一解耦模式。
根据上述内容，组件110包括永磁体闭锁机构，以用于在不用任何能量的情况下将组件110保持在其“打开”位置(即，图8)及其“关闭”位置(即，图9)。闭锁机构在致动系统的外部。闭锁机构包括插入并保持在支撑构件157的孔169内的相对较小的廉价的纽扣状磁体174，其由此在支撑构件157的一个位置中(即，图8)在板124与支撑构件157之间并且在第二位置中(即，图9)在环170与支撑构件157之间提供永磁体闭锁部。当通过磁体174保持在一起时，支撑构件157与槽板124一起旋转(即，没有相对旋转)或与环170一起旋转。优选地，磁体174在两种闭锁状态下(即，在磁性闭锁部具有最大强度时)与槽板124或卡环170物理接触。
组件110的磁性闭锁机构允许使用较低的能量，这意味着车辆效率更好、对部件的损坏/磨损更少并且NVH(即，噪声、振动和声振粗糙度)更好。纽扣状磁体174相对较便宜。
根据所附附图、说明书和权利要求书，其他技术优点对于本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，尽管已经列举了具体的优点，但是各种实施方式可以包括所列举的全部、一些优点或者不包括任何所列举的优点。
尽管上面描述了示例性实施方式，但是这些实施方式并非意图描述本发明的所有可能的形式。相反，说明书中所使用的词语是描述性而非限制性词语，并且应理解的是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变化。另外，不同实施方式的特征可以组合形成本发明的另外的实施方式。

Claims (44)

1.一种耦合器和控制器的组件，其包括：
第一耦合器构件和第二耦合器构件，它们被支撑成能围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，所述第一耦合器构件和所述第二耦合器构件分别包括彼此小间距地对置的第一面部和第二面部，所述第二耦合器构件具有与所述第二面部间隔开的第三面部，所述第二面部具有槽，所述第一面部具有一组锁定构造，并且所述第三面部具有与所述槽连通的通道；
锁定构件，其在解耦位置中被接收在所述槽内并且在与其中一个所述锁定构造接合时从所述槽向外枢转到耦合位置，所述锁定构件控制所述组件的操作模式，所述通道传递用于对所述槽内的所述锁定构件进行致动的致动力，从而使所述锁定构件在所述耦合位置与所述解耦位置之间移动；
致动器，其被接收在所述通道内，以用于提供所述致动力；
支撑构件，其用于支撑所述致动器并被安装成能在与所述组件的使耦合器解耦的第一模式对应的第一位置和与所述组件的使耦合器耦合的第二模式对应的第二位置之间相对于所述第二耦合器构件进行受控的移位运动；以及
闭锁机构，其用于在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起，从而使所述支撑构件和所述第二耦合器构件在不用任何能量的情况下一起旋转。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述闭锁机构在所述第一位置中保持所述支撑构件。
3.根据权利要求1所述的组件，其还包括至少一个偏置构件，其用于在所述支撑构件上施加偏置力，其中控制力被施加到所述支撑构件上从而对抗所述至少一个偏置构件的偏置力使所述支撑构件从所述第一位置移动到所述第二位置，并且其中在没有所述控制力的情况下所述至少一个偏置构件使所述支撑构件从所述第二位置移回到所述第一位置。
4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述闭锁机构是磁性闭锁机构。
5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述闭锁机构位于所述第二耦合器构件与所述支撑构件之间。
6.根据权利要求4所述的组件，其中，所述磁性闭锁机构包括：第一组永磁体，它们被支撑在所述支撑构件上以与其一起移动；以及第二组永磁体，它们被支撑在所述第二耦合器构件上以与其一起移动，所述第一组永磁体和所述第二组永磁体在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起。
7.根据权利要求4所述的组件，其中，所述磁性闭锁机构包括永磁体组，并且其中所述第二耦合器构件的至少一些部分的相对磁导率大于1，所述永磁体组和所述第二耦合器构件的所述部分在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起。
8.根据权利要求7所述的组件，其还包括基本上为圆形的保持结构，所述保持结构通过环形凹槽被接收在其中一个所述耦合器构件中，从而在允许所述支撑构件移位运动的同时将所述组件保持在一起，并且其中所述保持结构的至少一些部分的相对磁导率大于1，所述永磁体组和所述保持结构的所述部分在所述第一位置中将所述保持结构和所述第二耦合器构件保持在一起。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述保持结构包括卡环。
10.根据权利要求7所述的组件，其中，所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种铁磁材料。
11.根据权利要求7所述的组件，其中，所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种铁磁材料，其中所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种软磁烧结材料。
12.根据权利要求7所述的组件，其中，所述相对磁导率大于10。
13.根据权利要求7所述的组件，其中，所述相对磁导率大于100。
14.根据权利要求7所述的组件，其中，所述相对磁导率大于1000。
15.根据权利要求7所述的组件，其中，所述相对磁导率大于10000。
16.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一面部和所述第三面部被定向为沿着所述旋转轴线在轴向上面对第一方向，并且所述第二面部被定向为沿着所述旋转轴线在轴向上面对与所述第一方向相对的第二方向。
17.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定构件是锁定支柱，其防止所述第一耦合器构件和所述第二耦合器构件围绕所述旋转轴线在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
18.根据权利要求1所述的组件，其还包括偏置构件，所述偏置构件对抗所述锁定构件朝向所述耦合位置的枢转运动而偏置所述锁定构件，其中所述致动力对抗所述偏置构件的偏置力而使所述锁定构件枢转。
19.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一面部、所述第二面部和所述第三面部基本上是环形的，并且基本上相对于所述旋转轴线在径向上延伸。
20.根据权利要求1所述的组件，其中，所述锁定构件是跷跷板形的。
21.根据权利要求1所述的组件，其中，所述致动器是弹簧致动器。
22.根据权利要求1所述的组件，其中，所述支撑构件包括施加板，所述第一耦合器构件包括凹口板，并且所述第二耦合器构件包括槽板。
23.一种耦合器和控制器的组件，其包括：
第一耦合器构件和第二耦合器构件，它们被支撑成能围绕共同的旋转轴线相对于彼此旋转，所述第一耦合器构件和所述第二耦合器构件分别包括彼此小间距地对置的第一面部和第二面部，所述第二耦合器构件具有与所述第二面部间隔开的第三面部，所述第二面部具有多个槽，所述第一面部具有一组锁定构造，并且所述第三面部具有与相应的所述槽连通的多个通道；
锁定构件，其在解耦位置中被接收在每个所述槽内并且在与其中一个所述锁定构造接合时从相应的所述槽向外枢转到耦合位置，所述锁定构件控制所述组件的操作模式，所述通道传递用于对所述槽内的相应的所述锁定构件进行致动的致动力，从而使所述锁定构件在它们的所述耦合位置与所述解耦位置之间移动；
致动器，其被接收在每个所述通道内，以用于提供所述致动力；
支撑构件，其用于支撑所述致动器并被安装成能在与所述组件的使耦合器解耦的第一模式对应的第一位置和与所述组件的使耦合器耦合的第二模式对应的第二位置之间相对于所述第二耦合器构件进行受控的移位运动；以及
闭锁机构，其用于在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起，从而使所述支撑构件和所述第二耦合器构件在不用任何能量的情况下一起旋转。
24.根据权利要求23所述的组件，其中，所述闭锁机构在所述第一位置中保持所述支撑构件。
25.根据权利要求23所述的组件，其还包括多个偏置构件，它们用于在所述支撑构件上施加偏置力，其中控制力被施加到所述支撑构件上从而对抗所述偏置构件的偏置力使所述支撑构件从所述第一位置移动到所述第二位置，并且其中在没有所述控制力的情况下所述偏置构件使所述支撑构件从所述第二位置移回到所述第一位置。
26.根据权利要求23所述的组件，其中，所述闭锁机构是磁性闭锁机构。
27.根据权利要求26所述的组件，其中，所述闭锁机构位于所述第二耦合器构件与所述支撑构件之间。
28.根据权利要求26所述的组件，其中，所述磁性闭锁机构包括：第一组永磁体，它们被支撑在所述支撑构件上以与其一起移动；以及第二组永磁体，它们被支撑在所述第二耦合器构件上以与其一起移动，所述第一组永磁体和所述第二组永磁体在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起。
29.根据权利要求26所述的组件，其中，所述磁性闭锁机构包括永磁体组，并且其中所述第二耦合器构件的至少一些部分的相对磁导率大于1，所述永磁体组和所述第二耦合器构件的所述部分在所述第二位置中将所述支撑构件和所述第二耦合器构件保持在一起。
30.根据权利要求29所述的组件，其还包括基本上为圆形的保持结构，所述保持结构通过环形凹槽被接收在其中一个所述耦合器构件中，从而在允许所述支撑构件移位运动的同时将所述组件保持在一起，并且其中所述保持结构的至少一些部分的相对磁导率大于1，所述永磁体组和所述保持结构的所述部分在所述第一位置中将所述保持结构和所述第二耦合器构件保持在一起。
31.根据权利要求30所述的组件，其中，所述保持结构包括卡环。
32.根据权利要求30所述的组件，其中，所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种铁磁材料。
33.根据权利要求30所述的组件，其中，所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种铁磁材料，其中所述第二耦合器构件的至少一个所述部分包括一种或多种软磁烧结材料。
34.根据权利要求30所述的组件，其中，所述相对磁导率大于10。
35.根据权利要求30所述的组件，其中，所述相对磁导率大于100。
36.根据权利要求30所述的组件，其中，所述相对磁导率大于1000。
37.根据权利要求30所述的组件，其中，所述相对磁导率大于10000。
38.根据权利要求23所述的组件，其中，所述第一面部和所述第三面部被定向为沿着所述旋转轴线在轴向上面对第一方向，并且所述第二面部被定向为沿着所述旋转轴线在轴向上面对与所述第一方向相对的第二方向。
39.根据权利要求23所述的组件，其中，所述锁定构件是锁定支柱，其防止所述第一耦合器构件和所述第二耦合器构件围绕所述旋转轴线在至少一个方向上相对于彼此相对旋转。
40.根据权利要求23所述的组件，其还包括多个偏置构件，所述偏置构件对抗所述锁定构件朝向它们的所述耦合位置的枢转运动而偏置所述锁定构件，其中所述致动力对抗所述偏置构件的偏置力而使所述锁定构件枢转。
41.根据权利要求23所述的组件，其中，所述第一面部、所述第二面部和所述第三面部基本上是环形的，并且基本上相对于所述旋转轴线在径向上延伸。
42.根据权利要求23所述的组件，其中，所述锁定构件是跷跷板形的。
43.根据权利要求23所述的组件，其中，所述致动器是弹簧致动器。
44.根据权利要求23所述的组件，其中，所述支撑构件包括施加板，所述第一耦合器构件包括凹口板，并且所述第二耦合器构件包括槽板。
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