CN113958621B - 车辆动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本公开的至少一个实施例提供一种车辆动力传递装置，包括马达，该马达包括马达花键单元，该马达花键单元从马达上延伸出来，且该马达用于产生动力，旋转体，用于接收动力并旋转，以及联结器，具有齿状结构，该齿状结构包括沟槽，且该联结器具有与马达花键单元联结的外部和与旋转体联结的内部，其中形成于该内部一端的沟槽的宽度大于形成于该内部另一端的沟槽的宽度，形成于该外部一端的沟槽的宽度小于形成于该外部另一端的沟槽的宽度，且该联结器以张力联结的方式与旋转体和马达联结。

Description

车辆动力传递装置

相关技术的交叉引用

本申请基于并要求于2020年7月20日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2020-0089615的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的一些实施例涉及一种车辆动力传递装置。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景技术信息，并不一定构成现有技术。

齿隙通常指当一对齿轮相互啮合时，产生在该对齿轮的齿面之间的间隙。过小的齿隙将会导致由齿轮间的摩擦造成大量的动力损失，并在齿轮中产生热量。另一方面，过大的齿隙将降低齿轮的传动比，从而使齿轮易于损伤或损坏，并造成齿轮的运作噪声。因此，需要确保合适的齿隙来增加动力传递效率，并防止产生不必要的噪声。齿隙并不仅产生在齿轮间，也会产生在螺钉间。例如，机器工具使用的球头螺钉包含产生在螺柱和螺母间的齿隙。

齿隙在旋转体和联结器间或马达和联结器间的组装中仍然是必要的，但电机超时工作会造成马达花键磨损，使马达花键和联结器间的齿隙增加，从而加剧噪声和振动的严重性。

此外，当旋转体的旋转方向突变时，该旋转体和联结器可能会发生碰撞导致严重的损伤。

发明内容

根据至少一个实施例，本公开提供一种车辆的动力传递装置，其包括马达，该马达具有从马达上延伸出来的马达花键单元，且该马达用于产生动力，旋转体，该旋转体用于接收动力并旋转，以及联结器，该联结器具有包含沟槽的齿状结构，且具有用于与马达花键单元联结的外部和用于与旋转体联结的内部。此处，形成于内部一端的沟槽宽度大于形成于内部另一端的沟槽宽度。形成于外部一端的沟槽宽度小于形成于外部另一端的沟槽宽度。该联结器以张力联结的方式与旋转体和马达联结。

附图说明

图1A和1B是根据本公开至少一个实施例的联结器的透视图。

图2A、2B和2C是联结器的供旋转体插入的一侧的端部视图，以及根据至少一个实施例的车辆动力传递装置组装前和组装后的示意图。

图3A、3B和3C是联结器的插入马达的一侧的端部视图，以及根据至少一个实施例的车辆动力传递装置组装前和组装后的示意图。

图4A和4B是根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置的较高部位和较低部位的横截面局部视图。

图5是根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置的端部视图。

图6是传统车辆动力传递装置(a1，a2)和根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置(b1，b2)的比较示意图。

附图标记

110：旋转体 120：联结器

130：马达

121a：联结器的内部的一端(或联结器内部一端)

121b：联结器内部的另一端(或联结器内部远端)

122a：联结器的外部的一端(或联结器外部一端)

122b：联结器外部的另一端(或联结器外部远端)

131a：马达花键单元的一端(或花键近端)

131b：马达花键单元的另一端(或花键远端)

具体实施方式

鉴于现有技术的缺陷，本公开的至少一个实施例使马达和旋转体与联结器进行张力联结，该联结器由弹性体制成，用于作为马达和旋转体之间的弹簧。该弹性联结器响应于车辆的骤停事件，例如，旋转体改变旋转方向，来延长旋转体和联结器的碰撞持续时间，并相应地减少联结器受到的冲击力强度。相应地，本公开寻求减少联结器损坏的风险。本公开还寻求利用减轻碰撞来减轻碰撞期间产生的噪音。

此外，本公开提供的联结器的一端不与旋转体接触，但与马达花键接触，使得该联结器的这一端只受到压缩力。因此，该联结器的这一端不由外力张紧。通过利用这种配置来消除联结器中产生的张力，本公开还寻求防止联结器在低温状态下的张紧和断裂，例如，防止低温断裂的发生，从而增强联结器的耐久度。

下文将参照附图描述本公开的一些示例性实施例。在下文的描述中，相似的附图标记优先表示相似的元件，尽管这些元件在不同的附图中示出。此外，在以下一些实施例的描述中，为了清楚和简洁的目的，将省略本文所引用的已知功能和配置的详细描述。

此外，字母数字代码，如为组件编号的第一、第二、i)、ii)、a)、b)等，仅用于区分一个组件和另一个组件，而不是暗示或建议组件的实体、顺序或次序。在整个说明书中，当部件“包括”或“包含”一个组件时，它们意味着还包括其它组件，并不排除其它组件，除非有与之相反的具体描述。

图1A和1B是根据本公开至少一个实施例的联结器的透视图。

图2A、2B和2C是联结器的供旋转体插入的一侧的端部视图，以及根据至少一个实施例的车辆动力传递装置组装前和组装后的示意图。

如图1A至2C所示，根据本公开的至少一个实施例，车辆动力传递装置包括旋转体110、联结器120和马达130。

该旋转体110具有转子近端110a和转子远端110b(相对于这一端“远”)，其中转子近端110a指与联结器120接触的旋转体部分，转子远端110b指不与联结器120接触的旋转体部分。

旋转体110通过联结器120来接收马达130的动力从而驱动。

联结器120可由如下的空间相对术语来描述其在组装过程中的方向。图1中所示的联结器120具有方向A，该方向A可命名为旋转体入口，表示，例如，旋转体110插入联结器120的方向。此外，联结有旋转体110的联结器120的内部表面可称为联结器内部。

同时，联结器120具有方向B，该方向B可命名为马达入口，表示，例如，联结器120插入马达130的方向。此外，联结有马达130的联结器120的外部表面可称为联结器外部。

联结器120具有基于旋转体110插入方向命名的两端，分别为联结器的内部的一端，或简称联结器内部一端121a，以及联结器内部的另一端，或简称联结器内部远端121b。联结器120还具有基于其进入马达130的方向命名的两端，其分别为联结器的外部的一端，或简称联结器外部一端122a，以及联结器外部的另一端，或简称联结器外部远端122b。

联结器内部一端121a不与转子远端110b接触，联结器内部远端121b与转子近端110a接触。

联结器外部一端122a与马达花键单元131的一端接触，或简称花键近端131a，且联结器外部远端122b不与马达花键单元131的另一端接触，或简称花键远端131b。

马达130包括外壳(未示出)、马达花键单元131和驱动轴(未示出)。

该外壳形成以包围该马达130，以从外部保护该马达130。

马达花键单元131为从马达外壳向外延伸并传递动力的轴，例如，由马达130向联结器120产生的旋转力。

马达花键单元131具有花键近端131a，表示其与联结器120接触的部分，以及花键远端131b，表示其不与联结器120接触的部分。

图2A为联结器120供旋转体插入一侧的端部视图。

如图2A、2B和2C所示，联结器120具有预设形状的端面，例如，位于供旋转体插入一侧的环形。环形联结器壁的内部由内齿状结构形成，以与旋转体110联结。此处，内齿状结构在环形联结器壁的内周面以多个沟槽形成。

图2A的a1处表示根据本公开至少一个实施例的联结器120的供旋转体插入的内部的内齿状结构的沟槽。齿状结构处的每个沟槽有四个表面，每个表面具有一定的梯度，例如，0.8-1.4度，更具体地，1.1度。

由于齿状结构的沟槽的梯度形成，当旋转体110与联结器120联结时，转子近端110a进入联结器内部远端121b越多，旋转体110和联结器120之间在插入期间保持的间隙越小。联结过程将在图2B中更详细地描述。

图2B为车辆动力传递装置组装前的示意图。

如图2B所示，联结器120形成的沟槽在联结器内部一端121a处(组装时联结器120与旋转体110开始交汇的位置)较宽，并朝着联结器内部远端121b的方向(联结器120与旋转体110完成它们的组装过程的位置)变窄。由于沟槽宽度的变化，组装时旋转体110插入联结器120越深，两者之间的间隙越小，使得旋转体110和联结器120更紧密地配合。

在本公开的详细描述中，将旋转体110或马达花键单元131与联结器120通过紧密配合接合称为张力联结。

当旋转体110完全插入并与联结器120紧密配合时，联结器120与旋转体110扩张联结。如图2B所示，通过与旋转体110扩张联结，此处的详细描述指旋转体110和联结器120之间通过转子近端110a向联结器120施加向外的推的力来张力联结，例如，联结器120上的扩张力。因此，联结器120与旋转体110联结并被旋转体110扩张。

图2C为车辆动力传递装置组装后的示意图。

图2C示出了表示转子近端110a对联结器120向外推的力的箭头，即转子近端110a的扩张力。

即使联结器120与旋转体110扩张联结，低温断裂也不会发生。此处，低温断裂指当联结器120在低温状态下受到张力而断裂时，不能够承受张力的现象。低温断裂的发生如下所述。联结器120在较高温度下受到扩张力或压缩力时具有较大应变即较高变形能力，即该联结器120在受张力时可高度变形且不会损坏。然而，联结器120在较低温度下具有较小变形或低变形能力来使其在扩张力或压缩力下变形时不会损坏。结合这点，基于高温的扩张力或压缩力下的非损坏变形来设置联结器120的应变可能会导致联结器120在低温下断裂或遭受低温断裂。

然而，根据本公开至少一个实施例的联结器120免受低温断裂。

如图2C所示，当从旋转体110受到扩张力而扩张时，联结器120的外部插入马达，例如，联结器外部远端122b与花键远端131b保持不接触。换句话说，即使当旋转体110向联结器120施加扩张力时，联结器外部远端122b与花键远端131b保持不接触，从而消除由张力引起的低温断裂问题。

联结器120将不会发生低温断裂，除非，例如，联结器内部远端121b受到扩张力，且联结器外部远端122b受到压缩力，引发变形，例如，发生在联结器120远端处的张力。然而，对联结器远端121b和122b来说，联结器内部远端121b用于独自受到扩张力，清除联结器外部远端122b受到的压缩力，从而使联结器120不被张紧。相应地，联结器120仅受到扭转力，不受到张力，从而使得不发生低温断裂。

此外，联结器120的内部在旋转体110和联结器120之间形成恒定间隔来同心度补偿。此处，同心度补偿指进行补偿以确定在联结器120和旋转体110之间或者联结器120和马达花键单元131之间的齿隙来保持马达花键单元131和旋转体110以平行布置来排列。

图3A、3B和3C是联结器的插入马达的一侧的端部视图，以及根据至少一个实施例的车辆动力传递装置组装前和组装后的示意图。

图3A是联结器120的插入马达130的一侧的端部视图。

如图3A、3B和3C所示，联结器120具有预设形状的内部表面，例如，在插入马达130的一侧的环形。环形联结器壁的外部由外齿状结构形成，以与马达花键单元131联结。此处，外齿状结构由沿着环形联结器壁的外周面的多个沟槽形成。

图3A的a1处表示根据本公开至少一个实施例的联结器120的插入马达130一侧的外齿状结构的沟槽。齿状结构的每个沟槽由三个表面构成，每个表面具有一定角度的梯度，例如，0.8-1.4度，更具体地，1.1度。

由于齿状结构的沟槽的梯度形成，当马达130与联结器120联结时，花键近端131a插入联结器外部一端122a越多，马达130和联结器120之间在插入期间保持的间隙越小。联结过程将在图2B中更详细地描述。

图3B为车辆动力传递装置组装前的示意图。

如图3B所示，联结器120形成的沟槽在联结器外部远端122b处(组装时联结器120与马达130开始交汇的位置)较宽，并朝着联结器外部一端122a的方向(联结器120与马达130完成它们的组装过程的位置)变窄。由于沟槽宽度的变化，组装时联结器120插入马达130越深，两者之间的间隙越小，使得联结器120和马达130更紧密地配合。

更具体地，联结器120和马达130配合时，马达130的花键远端131b保持不与联结器外部远端122b接触，同时马达130的花键近端131a与联结器外部一端122a接触。

当马达花键单元131一直移动且与联结器120紧密配合时，联结器120与马达130压缩联结。如图3B所示，通过与马达130压缩联结，这里的详细描述指马达花键单元131和联结器120通过花键近端131a向联结器120施加向内的力来张力联结，例如，联结器120上的压缩力。因此，联结器120与马达130联结并被马达130压缩。

图3C为车辆动力传递装置组装后的示意图。

图3C示出了表示花键近端131a对联结器120向内推的力的箭头，即花键近端131a的压缩力。

即使当马达130与联结器120压缩联结，低温断裂也不会发生。

如图3C所示，当受到马达花键单元131的压缩力时，联结器120的供旋转体进入的内部，例如，联结器内部一端121a与转子远端110b保持不接触。换句话说，即使当马达花键单元131向联结器120施加压缩力时，联结器内部一端121a与转子远端110b保持不接触，从而消除由张力引起的低温断裂问题。

联结器120将不会发生低温断裂，除非，例如，联结器内部一端121a受到扩张力，且联结器外部一端122a受到压缩力，引发变形，例如，发生在联结器120一端处的张力。然而，对联结器的一端121a和122a来说，联结器外部一端122a用于独自受到压缩力，清除联结器内部一端121a受到的压缩力，从而使联结器120不被张紧。这样使联结器120仅受到扭转力，不受到张力，从而使得不发生低温断裂。

此外，联结器120的外部在马达130和联结器120之间形成恒定间隔来同心度补偿。

图4A和4B是根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置的较高部位和较低部位的横截面局部视图。图4A是联结器120较低部位的横截面视图，图4B是联结器120较高部位的横截面视图。

图4A示出了表示马达花键单元131对联结器120施加压缩力的箭头。

如图4A所示，联结器120较低横截面的马达花键单元131，对联结器120施加向内的压缩力。即使被向内压缩时，联结器120仍保持联结器内部一端121a不与转子远端110b接触。这是由于旋转体110所插入的联结器内部一端121a具有壁联结器内部远端121b更宽的沟槽。

图4B示出了表示旋转体110对联结器120施加扩张力的箭头。

如图4B所示，联结器120较高横截面的旋转体110，对联结器120施加向外的扩张力。即使被向外扩张时，联结器120仍保持联结器外部远端122b不与花键远端131b接触。这是由于插入马达花键单元131的联结器外部远端122b具有比联结器外部一端122a更宽的沟槽。

图5是根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置的端部视图。

图5示出了组装好的旋转体110、联结器120和马达花键单元131。如图5所示，尤其在“a”部分处，各个组装的组件为马达花键单元131、联结器120、旋转体110、联结器120和马达花键单元131，各组件以所述顺序出现。所出现且由“a”示出的组装组件的顺序将在图6中更详细地描述。

图6示出了用于比较传统车辆动力传递装置和根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置的组装方法。

图6在(a1)处示意性地示出了传统车辆动力传递装置，其包括典型旋转体610，典型联结器620和典型马达花键单元630。图6在(a2)处示意性地示出了当车辆从(a1)状态骤停时的传统车辆动力传递装置，且典型旋转体610即将与典型联结器620碰撞。

然而，图6在(b1)处示意性地示出了根据本公开至少一个实施例的车辆动力传递装置，其包括旋转体110、联结器120和马达花键单元131。图6在(b2)处示意性地示出了当车辆从(b1)状态骤停时的本车辆动力传递装置，且旋转体110即将与联结器120碰撞。

图6中的箭头表示车辆动力传递装置的旋转方向。

根据本公开至少一个实施例的联结器120有减少运行期间冲击和噪声的效果。减少冲击的效果可由动量的变化量细化，如公式1所示。

M×ΔV＝∫F dt 公式1

此处，M是物体的质量，ΔV是速度的变化量，∫F dt是动量的变化量。如公式1所示，当动量的变化量为常数时，碰撞时间dt越短，冲击力F越大，从而联结器120损坏的可能性增加。另一方面，当碰撞时间dt增加，冲击力F相对减少。因此，为了减少施加在联结器120上的冲击力F，需要设计联结器120使其具有长碰撞时间dt。

相应地，本公开的至少一个实施例配置马达花键单元131、联结器120和旋转体110来保持彼此接触来增加碰撞时间dt。

在图6(a1)处所示的传统车辆动力传递装置中，车辆骤停，典型旋转体610立刻与典型联结器620的沟槽中接触的一个沟槽以及将要接触的下一个沟槽发生碰撞。在传统车辆动力传递装置中，当典型旋转体610和典型联结器620的沟槽发生碰撞时，这样形成的典型联结器620会提供短碰撞时间dt，会给典型联结器620相对较大的冲击力F。

然而，如图6(b1)和(b2)根据本公开至少一个实施例所示，旋转体110、联结器120和马达花键单元131被配置为保持彼此接触，其中由弹性材料制成的联结器120张力联结。相应地，当车辆在联结器120将要碰撞接合时骤停，联结器120充当马达花键单元131和旋转体110之间的缓冲器，其继续与旋转体110接触，从而与传统配置相比延长了碰撞时间dt。相应地，根据至少一个实施例的车辆动力传递装置使得联结器120受到与传统车辆动力传递装置相比减小后的冲击力F。因此，即使在车辆在动力传递装置即将碰撞接合时骤停的情况下，联结器120受到更小的冲击力F，从而增加联结器产品的耐久度，并减小噪声产生。

如上所述，本公开的一些实施例提供的车辆动力传递装置，被配置为马达、联结器和旋转体之间相互接触，从而通过减轻旋转体和联结器之间的碰撞来减小噪声，来处理车辆的骤停。

此外，根据本公开的一些实施例，联结器与旋转体和马达张力联结，以防止联结器的一端或另一端产生张应力，从而不导致由张力引发的断裂问题，例如，低温断裂，从而增加联结器的耐久度。

尽管出于说明的目的已经描述了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所要求保护的发明的思想和范围的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。因此，为了简洁和清楚起见，已经描述了本公开的示例性实施例。本实施例的技术思想的范围不受说明的限制。相应地，本领域普通技术人员将理解，所要求保护的发明的范围不受上述明确描述的实施例的限制，而是受权利要求及其等同物的限制。

Claims (5)

1.一种车辆动力传递装置，包括：

马达，包括马达花键单元，所述马达花键单元从所述马达上延伸出来，所述马达用于产生动力；

旋转体，用于接收动力并旋转；以及

联结器，具有齿状结构，所述齿状结构包括沟槽，所述联结器具有外部和内部，所述外部用于与所述马达花键单元联结，所述内部用于与所述旋转体联结，

其中，形成于所述内部的一端的所述沟槽的宽度比形成于所述内部的另一端的所述沟槽的宽度大，

形成于所述外部的一端的所述沟槽的宽度比形成于所述外部的另一端的所述沟槽的宽度小，

所述联结器与所述旋转体和所述马达通过张力联结来联结，

其中所述联结器被配置为与所述马达花键单元张力联结，使得所述外部的一端与所述马达花键单元的一端接触，同时所述外部的另一端与所述马达花键单元的另一端间隔开；

其中所述张力联结是指将所述旋转体或所述马达花键单元与所述联结器通过紧密配合接合。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述联结器的内部相对于待安装在所述联结器内的所述旋转体具有空隙，相对于所述旋转体的所述空隙被配置为随着所述旋转体更多地插入所述联结器而减小，以及

其中所述联结器的外部相对于待安装在所述联结器之上的所述马达花键单元具有空隙，相对于所述马达花键单元的所述空隙被配置为随着所述马达花键单元更多地插入所述联结器而减小。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述内部随着相对于所述旋转体的所述空隙减小而以0.8-1.4度的角度范围倾斜。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述外部随着相对于所述马达花键单元的所述空隙减小而以0.8-1.4度的角度范围倾斜。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述联结器被配置为与所述旋转体张力联结，使得所述内部的另一端与所述旋转体的一端接触，同时所述内部的一端与所述旋转体的另一端间隔开。