CN113090682A - 一种离合器执行机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开一种离合器执行机构及车辆。该离合器执行机构包括壳体、平移传动部件、旋转传动部件和旋转驱动部件，平移传动部件包括丝母和螺接于丝母的内孔中的丝杠轴，丝母固设于壳体上；旋转传动部件包括连接轴、凸轮和转接件，连接轴转动设置于壳体上，凸轮套设于连接轴上，转接件与丝杠轴相连接，转接件能抵接于凸轮的异形面；旋转驱动部件设置于壳体上，旋转驱动部件被配置为驱动连接轴并带动凸轮旋转，转接件在凸轮的异形面的驱动作用下带动丝杠轴相对于丝母转动，进而使转接件能在丝杠轴的带动下沿丝杠轴的轴向平移。所述离合器执行机构，结构简单紧凑，制造成本较低，且执行效率较高。

Description

一种离合器执行机构及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种离合器执行机构及车辆。

背景技术

分动器作为实现汽车四驱功能的核心总成，主要负责扭矩的分配和调节，而电控湿式离合器是目前分动器所采用的主流的实现扭矩分配和调节的关键部件。电控湿式离合器由湿式离合器和离合器执行机构两部分组成，通过对离合器执行机构施加控制命令，控制离合器执行机构产生一定的轴向推力，该轴向推力作用到湿式离合器上，实现分动器需求的扭矩分配和调节功能。

现有技术中的离合器执行机构主要包括电控液压式和电控机械式两种。电控液压式离合器执行机构的性能较好，具有控制精度高、响应快及易于实现安全保护的优点，但是电控液压式离合器执行机构存在受温度影响大、成本较高等缺点。而电控机械式离合器执行机构具有结构简单、对环境适应性强及制造成本较低的优点，近年来得到了广泛的应用，如涡轮蜗杆式离合器执行机构、齿轮副式离合器执行机构等，但是这种结构的离合器执行机构存在执行效率低的问题。

因此，亟需提出一种离合器执行机构及车辆，以解决上述技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种离合器执行机构及车辆，结构简单紧凑，制造成本较低，且执行效率较高。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种离合器执行机构，包括：

壳体；

平移传动部件，包括丝母和螺接于所述丝母的内孔中的丝杠轴，所述丝母固设于所述壳体上；

旋转传动部件，包括连接轴、凸轮和转接件，所述连接轴转动设置于所述壳体上，所述凸轮套设于所述连接轴上，所述转接件与所述丝杠轴相连接，所述转接件能抵接于所述凸轮的异形面；

旋转驱动部件，设置于所述壳体上，所述旋转驱动部件被配置为驱动所述连接轴并带动所述凸轮旋转，所述转接件在所述凸轮的所述异形面的驱动作用下带动所述丝杠轴相对于所述丝母转动，进而使所述转接件能在所述丝杠轴的带动下沿所述丝杠轴的轴向平移。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述凸轮的所述异形面为沿所述连接轴的轴线方向分布的螺旋面。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述凸轮和所述连接轴为一体式结构。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述丝母的内孔中设有内螺旋槽，所述丝杠轴外周设有与所述内螺旋槽相匹配的外螺旋槽，所述内螺旋槽与所述外螺旋槽之间沿所述外螺旋槽的延伸方向设置有多个滚珠。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述内螺旋槽的螺纹升角φ1＞1°，所述外螺旋槽的螺纹升角φ2＝φ1。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述转接件远离所述丝杠轴的一端设置有安装销，所述安装销上套设有抵接轴承，所述抵接轴承的圆弧面能抵接于所述异形面。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述离合器执行机构还包括推力轴承，所述推力轴承设置于所述转接件上远离所述丝杠轴的一侧。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述旋转驱动部件包括执行电机，所述执行电机的转子轴与所述连接轴传动连接。

作为一种离合器执行机构的优选方案，所述转子轴和所述连接轴中的一个设置有平键，另一个设置有平键槽，所述平键能够插接于所述平键槽内。

为达上述目的，本发明还提供一种车辆，包括如以上任一方案所述的离合器执行机构。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种离合器执行机构，通过设置壳体，壳体对平移传动部件、旋转传动部件和旋转驱动部件起到了整体支撑的作用；通过平移传动部件、旋转传动部件和旋转驱动部件之间的配合，旋转驱动部件能够通过旋转传动部件带动丝杠轴相对丝母旋转，同时丝杠轴能沿自身轴线方向做直线运动，从而驱动转接件平移以产生轴向推力；平移传动部件为丝杠螺母副结构，执行效率较高且执行可靠性较好；通过设置旋转传动部件，将旋转驱动部件的回转运动传递至平移传动部件，与现有技术中的涡轮蜗杆式的离合器执行机构相比，通过凸轮的异形面推动转接件旋转，结构简单，设计新颖，且制造成本低。

本发明还提供一种车辆，通过应用上述的离合器执行机构，结构紧凑，执行效率高，可以提升用户使用体验感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的离合器执行机构在一个视角下的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的离合器执行机构在另一个视角下的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的离合器执行机构的爆炸示意图；

图4是图3在A处的局部放大图；

图5是本发明实施例提供的离合器执行机构的平移传动部件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的离合器执行机构的剖视图；

图7是本发明实施例提供的离合器执行机构在离合器接合时的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的离合器执行机构在离合器断开时的结构示意图。

图中：

1-旋转驱动部件；11-执行电机；111-平键；12-执行控制器；

2-平移传动部件；21-丝母；211-内螺旋槽；22-丝杠轴；221-螺纹部；2211-外螺旋槽；222-连接部；23-滚珠；

3-旋转传动部件；31-连接轴；311-平键槽；32-凸轮；321-异形面；33-转接件；331-安装销；332-抵接轴承；34-支撑轴承；

4-推力轴承。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图3所示，本实施例提供一种离合器执行机构，该离合器执行机构包括壳体(图中未示出)、平移传动部件2、旋转传动部件3和旋转驱动部件1，其中，平移传动部件2包括丝母21和螺接于丝母21的内孔中的丝杠轴22，丝母21固设于壳体上；旋转传动部件3包括连接轴31、凸轮32和转接件33，连接轴31转动设置于壳体上，凸轮32套设于连接轴31上，转接件33与丝杠轴22相连接，转接件33能抵接于凸轮32的异形面321；旋转驱动部件1设置于壳体上，旋转驱动部件1被配置为驱动连接轴31并带动凸轮32旋转，转接件33在凸轮32的异形面321的驱动作用下带动丝杠轴22相对于丝母21转动，进而使转接件33能在丝杠轴22的带动下沿丝杠轴22的轴向平移。

本实施例提供的离合器执行机构，通过设置壳体，壳体对平移传动部件2、旋转传动部件3和旋转驱动部件1起到了整体支撑的作用；通过平移传动部件2、旋转传动部件3和旋转驱动部件1之间的配合，旋转驱动部件1能够通过旋转传动部件3带动丝杠轴22相对丝母21旋转，同时丝杠轴22能沿自身轴线方向做直线运动，从而驱动转接件33平移以产生轴向推力；平移传动部件2为丝杠螺母副结构，执行效率较高且执行可靠性较好；通过设置旋转传动部件3，将旋转驱动部件1的回转运动传递至平移传动部件2，与现有技术中的涡轮蜗杆式的离合器执行机构相比，通过凸轮32的异形面321推动转接件33旋转，结构简单，设计新颖，且制造成本低。

在本实施例中，如图1所示，凸轮32的异形面321为沿连接轴31的轴线方向分布的螺旋面，呈螺旋状的异形面321的中心线与连接轴31的轴线重合。当然，在其他实施例中，凸轮32的异形面321的结构还可以设置为其他形状，只要能够实现在凸轮32旋转时能驱动转接件33旋转均可以被采用。

优选地，凸轮32和连接轴31为一体式结构。采用这种设置，可以节省凸轮32和连接轴31进行组装的环节，提高加工效率。

进一步地，在连接轴31与壳体之间还设置有支撑轴承34，如图1-图3所示，在连接轴31的两侧均套设有支撑轴承34，且支撑轴承34均固定于壳体上，支撑轴承34可以起到支撑连接轴31的作用，且能够减小连接轴31相对于壳体转动时的摩擦，保证连接轴31转动过程的顺畅性。

进一步地，如图4所示，转接件33远离丝杠轴22的一端设置有安装销331，安装销331上套设有抵接轴承332，抵接轴承332的圆弧面能抵接于异形面321。采用这种设置方式，可以减下转接件33与凸轮32相对运动时产生的磨擦，降低磨损，且还能减少两者之间相对运动时产生的热量，延长凸轮32与转接件33的使用寿命。

进一步地，如图3所示，该离合器执行机构还包括推力轴承4，推力轴承4设置于转接件33远离丝杠轴22的一侧。通过设置推力轴承4，能够将转接件33的轴向位移传递至离合器，以实现离合器的结合状态。示例性地，推力轴承4由转接件33上的环形台阶和端平面进行限位。

进一步地，如图5所示，丝母21的内孔中设有内螺旋槽211，丝杠轴22外周设有与内螺旋槽211相匹配的外螺旋槽2211，内螺旋槽211与外螺旋槽2211之间沿外螺旋槽2211的延伸方向设置有多个滚珠23。通过设置滚珠23，可以减小丝母21与丝杠轴22之间的转动阻力，减小两者之间相对运动时的磨损，延长丝母21与丝杠轴22的使用寿命。

优选地，内螺旋槽211的螺纹升角φ1＞1°，外螺旋槽2211的螺纹升角φ2＝φ1。在离合器从接合状态转化为分离状态时，离合器的复位弹簧会驱动推力轴承4向靠近转接件33的方向运动，将内螺旋槽211设置为其螺纹升角φ1＞1°，转接件33在推力轴承4的推动作用下，能够带动丝杠轴22沿其轴线方向运动，从而使丝杠轴22能相对丝母21转动，以使丝杠轴22和转接件33复位，可以省略复位结构的设置，简化该离合器执行机构的整体结构，减小其整体体积，节约制造成本。

进一步地，如图5所示，丝杠轴22包括相连接的螺纹部221和连接部222，连接部222的外径大于螺纹部221的外径，两者相连形成阶梯轴结构，连接部222用于连接转接件33，外螺旋槽2211设置于螺纹部221的外周。在本实施例中，在连接部222上沿其周向间隔设置有多个第一连接孔，在转接件33上对应第一连接孔设置有多个第二连接孔，连接件依次穿设于第一连接孔和第二连接孔内，从而实现连接部222和转接件33之间的连接。优选地，在本实施例中，连接部222为连接法兰，连接更加稳固。

优选地，第一连接孔和第二连接孔中的一个为通孔，另一个为螺纹孔，连接件为连接螺栓，螺栓连接具有加工简单、拆装方便的优势。当然，丝杠轴22与转接件33还可以采用其他方式进行连接，如焊接或者卡接，本实施例对此不作限定。

进一步地，丝杠轴22的中心设置有中心孔，中心孔可用于避让输入轴，且能起到减少该离合器执行机构的重量的效果。

进一步地，如图1、图2和图6所示，旋转驱动部件1包括执行电机11，执行电机11的转子轴与连接轴31传动连接。具体而言，转子轴和连接轴31中的一个设置有平键111，另一个设置有平键槽311，平键111能够插接于平键槽311内，保证连接轴31与转子轴之间的稳定连接，以使连接轴31随转子轴的旋转而转动。在本实施例中，转子轴上设置有平键111，连接轴31上设置有平键槽311。

进一步地，旋转驱动部件1还包括执行控制器12，执行控制器12用于接收并处理分动器发送的控制信号，然后输出给执行电机11。示例性地，执行控制器12通过连接件固定于执行电机11上。执行电机11负责按照执行控制器12的命令使其转子轴转动预设角度，转子轴带动连接轴31和凸轮32转动预设角度，同时凸轮32的异形面321推动转接件33带动丝杠轴22相对丝母21旋转；通过丝杠轴22与丝母21之间的配合，能够将丝杠轴22的转动转化为丝杠轴22沿其轴线方向的平移，进而驱动转接件33沿丝杠轴22的轴线方向平移，以推动推力轴承4向靠近离合器的方向运动，实施离合器的压紧操作。

下面结合图1-图8简述离合器结合或者分离的工作原理：

(1)离合器由分离状态转化为结合状态：

执行控制器12接收分动器接合离合器控制信号，控制执行电机11的转子轴正转(如图1所示的方向)，通过执行电机11驱动连接轴31和凸轮32正转，凸轮32的异形面321能够推动转接件33的上端向左运动，从而带动丝杠轴22相对丝母21旋转，同时，丝杠轴22会沿其轴线方向平移，以带动转接件33向靠近推力轴承4的方向运动，从而推动推力轴承4向靠近离合器的方向运动，直至推力轴承4与离合器接触，并推动离合器变成接合状态，通过调节执行电机11的输出扭矩即可调节离合器传递扭矩的大小。

(2)离合器由结合状态转化为分离状态：

执行控制器12接收分动器接合离合器控制信号，控制执行电机11的转子轴反转(如图1所示方向的反方向)，通过执行电机11驱动连接轴31和凸轮32反转，凸轮32与转接件33的上端会存在一个间隔；此时，离合器的复位弹簧会推动推力轴承4向靠近丝母21的方向运动，从而带动转接件33和丝杠轴22产生轴向平移运动，由于内螺旋槽211的螺纹升角φ1＞1°，转接件33在推力轴承4的推动作用下，能够带动丝杠轴22沿其轴线方向运动，从而使丝杠轴22能相对丝母21转动，以使丝杠轴22和转接件33复位，离合器转化为分离状态。

本实施例还提供一种车辆，通过应用上述的离合器执行机构，结构紧凑，执行效率高，可以提升用户使用体验感。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种离合器执行机构，其特征在于，包括：

壳体；

平移传动部件(2)，包括丝母(21)和螺接于所述丝母(21)的内孔中的丝杠轴(22)，所述丝母(21)固设于所述壳体上；

旋转传动部件(3)，包括连接轴(31)、凸轮(32)和转接件(33)，所述连接轴(31)转动设置于所述壳体上，所述凸轮(32)套设于所述连接轴(31)上，所述转接件(33)与所述丝杠轴(22)相连接，所述转接件(33)能抵接于所述凸轮(32)的异形面(321)；

旋转驱动部件(1)，设置于所述壳体上，所述旋转驱动部件(1)被配置为驱动所述连接轴(31)并带动所述凸轮(32)旋转，所述转接件(33)在所述凸轮(32)的所述异形面(321)的驱动作用下带动所述丝杠轴(22)相对于所述丝母(21)转动，进而使所述转接件(33)能在所述丝杠轴(22)的带动下沿所述丝杠轴(22)的轴向平移。

2.根据权利要求2所述的离合器执行机构，其特征在于，所述凸轮(32)的所述异形面(321)为沿所述连接轴(31)的轴线方向分布的螺旋面。

3.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，所述凸轮(32)和所述连接轴(31)为一体式结构。

4.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，所述丝母(21)的内孔中设有内螺旋槽(211)，所述丝杠轴(22)外周设有与所述内螺旋槽(211)相匹配的外螺旋槽(2211)，所述内螺旋槽(211)与所述外螺旋槽(2211)之间沿所述外螺旋槽(2211)的延伸方向设置有多个滚珠(23)。

5.根据权利要求4所述的离合器执行机构，其特征在于，所述内螺旋槽(211)的螺纹升角

所述外螺旋槽(2211)的螺纹升角

6.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，所述转接件(33)远离所述丝杠轴(22)的一端设置有安装销(331)，所述安装销(331)上套设有抵接轴承(332)，所述抵接轴承(332)的圆弧面能抵接于所述异形面(321)。

7.根据权利要求1所述的离合器执行机构，其特征在于，所述离合器执行机构还包括推力轴承(4)，所述推力轴承(4)设置于所述转接件(33)上远离所述丝杠轴(22)的一侧。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的离合器执行机构，其特征在于，所述旋转驱动部件(1)包括执行电机(11)，所述执行电机(11)的转子轴与所述连接轴(31)传动连接。

9.根据权利要求8所述的离合器执行机构，其特征在于，所述转子轴和所述连接轴(31)中的一个设置有平键(111)，另一个设置有平键槽(311)，所述平键(111)能够插接于所述平键槽(311)内。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的离合器执行机构。

Images