CN114704562A - 一种单稳态电磁离合器 - Google Patents

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李建文
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Abstract

本发明公开了一种单稳态电磁离合器，包括活动组件、磁力组件，其中，活动组件上设置有弹性部件，活动组件可穿过磁力组件，磁力组件在通电的情况下可产生电磁力，在电磁力和弹性部件的弹力作用下，活动组件可在该磁力组件内做往复运动。本申请采用模块化设计，由活动组件、磁力组件、弹性部件集成为电磁离合器的一个基本单元，结构设计灵活、紧凑，根据不同的应用和不同的结构空间进行不同的组合，单独适用或若干个电磁离合器基本单元自由组合使用，自由布置，可适用于多种安装位置和空间，能够充分优化使用空间。

Description

一种单稳态电磁离合器
技术领域
本发明属于离合器技术领域，特别涉及一种单稳态电磁离合器。
背景技术
新能源汽车动力系统中存在多种需要切换机构的应用场景，如换档、切分、锁止、驻车等，电磁离合器是实现切换机构功能的一个较优选择。随着新能源汽车行业的不断发展，对电磁离合器的性能要求也越来越高，然而，目前传统电磁离合器存在整体结构复杂、不够紧凑、占用空间较大、应用场景较少、布置空间和安装位置较为局限等缺点，在一定程度上影响新能源汽车动力系统中的各部件空间配置。
发明内容
针对上述背景，本发明公开了一种单稳态电磁离合器，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种单稳态电磁离合器，包括活动组件、磁力组件，其中，活动组件上设置有弹性部件，活动组件可穿过磁力组件，磁力组件在通电的情况下可产生电磁力，在电磁力和弹性部件的弹力作用下，活动组件可在该磁力组件内做往复运动。
优选地，本发明中的活动组件进一步包括活动推盘和与活动推盘连接的若干活动铁芯，活动铁芯可穿过磁力组件并在磁力组件内做往复运动。
优选地，磁力组件进一步包括磁轭组件和电磁线圈组件，电磁线圈组件设置于磁轭组件内，活动铁芯同时穿过磁轭组件和电磁线圈组件与活动推盘连接。在电磁力和弹性力的作用下，活动铁芯和与之连接的活动推盘可沿着磁轭组件和电磁线圈组件内部做往复运动
本申请的优点及有益效果是：本申请采用模块化设计，由活动组件、磁力组件、弹性部件集成为电磁离合器的一个基本单元；本申请结构设计灵活、紧凑，根据不同的应用和不同的结构空间进行不同的组合，单独适用或若干个电磁离合器基本单元自由组合使用，组合后根据需求自由布置在多种安装位置和空间中；在分布空间上可以根据实际需要做到平均分布、对称分布、非对称分布等，充分优化使用空间。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1、图2为本发明单稳态电磁离合器基本单元的截面图；
图3为本发明示例一单稳态电磁离合器一种组合应用；
图4、图5为本发明示例二单稳态电磁离合器一种组合应用；
图6为本发明示例三单稳态电磁离合器一种组合应用；
图7为将示例二实现差速锁功能的一种应用。
图中：100、活动组件；200、磁力组件；201、磁轭组件；202、电磁线圈组件；1、活动铁芯；2、线圈骨架；3、第二磁轭；4、电磁线圈；5、第一磁轭；6、活动推盘；7、固定销；8、弹性部件；9、轴承；10、L形活动推盘；11、差速器壳；12、端面齿盘；13、行星齿轮；14、半轴齿轮；15、端面齿半轴齿轮；16、定位销；17、位置传感器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例的技术方案。本申请的一种单稳态电磁离合器，包括活动组件100、磁力组件200，其中，在活动组件100上设置有弹性部件8，在实际工作中，活动组件100可穿过磁力组件200内部，磁力组件200在通电的情况下可产生电磁力，在电磁力和弹性部件8的弹力作用下，活动组件100可在该磁力组件200内做往复运动。
在本申请的一个实施例中，活动组件100进一步包括活动推盘6和与活动推盘6连接的若干活动铁芯1，活动铁芯1可穿过磁力组件200并在磁力组件200内做往复运动。
在本申请的一个实施例中，磁力组件200进一步包括磁轭组件201和电磁线圈组件202，电磁线圈组件202设置于磁轭组件201内，活动铁芯1同时穿过磁轭组件201和电磁线圈组件202与活动推盘6连接。本实施例的工作流程如下：当电磁线圈组件202未通电时，参照图1，弹性部件8将活动推盘6推至靠近第一磁轭5的位置，此时电磁离合器保持分离状态；当电磁线圈组件202通电时，参照图2，活动铁芯1与磁轭组件201形成磁回路，此时产生的电磁力将活动铁芯1推至贴近第一磁轭5的位置，弹性部件8此时被压缩，电磁力大于弹力使电磁离合器保持接合状态。在电磁力和弹性力的作用下，活动铁芯1和与之连接的活动推盘6可沿着磁轭组件201和电磁线圈组件202内部做往复运动。优选地，为了进一步强化连接稳固性，在本申请的一个实施例中，活动铁芯1通过固定销7与活动推盘6进行连接。
在本申请的一个实施例中，弹性部件8可以设置于活动推盘6上，也可以设置于活动铁芯1上。只要在电磁线圈组件202未通电时，弹性部件8可以将活动推盘6连同活动铁芯1推至相应位置使电磁离合器保持分离状态即可。
优选地，在本申请的一个实施例中，磁轭组件201包括由软磁材料制成的第一磁轭5和第二磁轭3，电磁线圈组件202包括电磁线圈4和线圈骨架2，线圈骨架2用于固定电磁线圈4，电磁线圈4和线圈骨架2均设置于第一磁轭5和第二磁轭3之间。本实施例中，第一磁轭5、第二磁轭3、电磁线圈4搭配活动铁芯1产生电磁力，使电磁离合器保持接合状态。
优选地，在本申请的一个实施例中，第一磁轭5上设置有与活动铁芯1端面形状相匹配的沉台。该沉台与活动铁芯1的端面形状相匹配，在电磁离合器处于接合状态时，活动铁芯1可以嵌入该沉台，同时沉台的深度也与活动推盘6或活动铁芯1的行程距离相关。
在本申请的一个实施例中，将弹性部件8设置为回位弹簧组件，该回位弹簧组件可以为线性弹簧，或非线性弹簧，或由线性和非线性弹簧组成的弹簧组件。
进一步地，本申请的一个较优方案是：一个单稳态电磁离合器基本单元包括两个电磁线圈组件202、两个活动铁芯1、两个固定销7、一个活动推盘6、一个第一磁轭5、一个第二磁轭3和若干弹性部件8。本实施例的一个电磁离合器基本单元部件较少，结构简单且不占空间，可以单独适用或若干个电磁离合器基本单元自由组合使用，包括但不限于应用在以下场景中。
示例一
参照图3，本实施例将多个电磁离合器基本单元圆周均布排列，形成一个圆环式电磁离合器结构。本实例在圆周方向均布四个电磁离合器基本单元。第一磁轭5，第二磁轭3和活动推盘6均集成为一个整圆盘。
本实例可适用于圆周方向空间较大，轴向空间较小的情况。
示例二
参照图4和图5，本实施例将两个电磁离合器基本单元组合在一起形成一个弧形分总成，然后两个弧形分总成对称分布。第一磁轭5和第二磁轭3集成为两个弧形盘。活动推盘集成为一个L形盘。
本实例可适用于圆周方向空间有限的情况。
示例三
参照图6所示，本实施例将电磁离合器基本单元独立分布于四个角落。第一磁轭5和第二磁轭3根据空间和磁路设计，在不影响磁路的情况下尽量避让其他零部件或装配体，充分优化使用空间，将活动推盘集成一个整周L形盘。
示例四
参照图7，本实施例将示例二具体应用于差速锁功能。本实施例将示例二中的电磁离合器套设在差速器一侧，活动推盘6与L形活动推盘10通过轴承9连接，以使电磁离合器本体的活动组件仅有轴向直线运动，同时为了限制电磁离合器本体的活动组件的圆周转动和其他自由度的运动，本实施例还在活动推盘6上设置有定位销16，定位销16固定，限制活动组件仅有轴向运动。L形活动推盘10与端面齿盘12通过螺栓，销或L形活动推盘10/端面齿盘12上的凸起等形式连接，连接部分穿过差速器壳11，端面齿盘外沿设有键，差速器壳对配有相应的键槽，差速器在转动过程中通过键连接带动端面齿传递转速和扭矩。
如图7所示的端面齿半轴齿轮15上设置有端面齿，与端面齿盘12上的端面齿可以啮合。差速器壳11与L形活动推盘10之间设置有弹性组件。当电磁离合器分离状态时，差速器壳11与L形活动推盘10之间的弹性组件使端面齿盘12上的端面齿和端面齿半轴齿轮15上的端面齿保持分离状态，此时差速器可以差速和正常工作，当给电磁线圈4通励磁电流后，电磁离合器进行接合动作，活动铁芯1向第一磁轭5运动，同时带动固定销7向相同方向移动，固定销7带动活动推盘6向相同方向运动，活动推盘6通过轴承9推动L形活动推盘10，L形活动推盘10通过连接部分推动端面齿盘12向端面齿半轴齿轮15运动，最终端面齿盘12与端面齿半轴齿轮的端面齿接合。活动组件运动到差速器壳11和L形活动推盘10上的限位装置后停止。此时差速锁处于接合/锁止状态。差速器锁止后端面齿半轴齿轮15与差速器壳11无相对运动。此时差速器内部端面齿半轴齿轮15通过行星齿轮13传递转速和扭矩至另一侧半轴齿轮14，此时差速器两侧扭矩完全相同，差速器锁止功能实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种单稳态电磁离合器，包括活动组件、磁力组件，其特征在于，所述活动组件上设置有弹性部件，所述活动组件可穿过所述磁力组件，在所述磁力组件的电磁力和所述弹性部件的弹力驱动下，所述活动组件可在所述磁力组件内做往复运动。
2.如权利要求1所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述活动组件包括活动推盘和与活动推盘连接的若干活动铁芯，所述活动铁芯可穿过所述磁力组件。
3.如权利要求2所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述磁力组件包括磁轭组件和电磁线圈组件，所述电磁线圈组件设置于所述磁轭组件内，所述活动铁芯穿过所述磁轭组件和所述电磁线圈组件与所述活动推盘连接。
4.如权利要求3所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述活动铁芯通过固定销与所述活动推盘连接。
5.如权利要求3所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述弹性部件设置于所述活动推盘上或设置于所述活动铁芯上。
6.如权利要求3所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述磁轭组件包括第一磁轭和第二磁轭，所述电磁线圈组件包括电磁线圈和线圈骨架，所述线圈骨架用于固定所述电磁线圈，所述电磁线圈和所述线圈骨架设置于所述第一磁轭和第二磁轭之间。
7.如权利要求6所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述第一磁轭上设置有与所述活动铁芯端面形状相匹配的沉台。
8.如权利要求6所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述弹性部件为回位弹簧组件，所述回位弹簧组件为线性弹簧，或非线性弹簧，或由线性和非线性弹簧组成的弹簧组件。
9.如权利要求6所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，所述第一磁轭和第二磁轭由软磁材料制成。
10.如权利要求6所述的单稳态电磁离合器，其特征在于，包括两个电磁线圈组件、两个活动铁芯、两个固定销、一个活动推盘、一个第一磁轭、一个第二磁轭和若干弹性部件。
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