CN117980619A - 致动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器组件，如动态可控离合器(“DCC”)，其具有用于控制用于动力部件接合和分离的联接构件的致动器。该致动器包括圆柱形凸轮件，该圆柱形凸轮件具有横向于凸轮件的旋转轴线延伸的端面。该端面具有第一凸轮面和第二凸轮面。第一凸轮面与第二凸轮面在径向上间隔开并且与第二凸轮面相邻。第一凸轮从动件跟随第一凸轮面，第二凸轮从动件跟随第二凸轮面。第一连接件在第一凸轮从动件与第一联接构件之间延伸，第二连接件在第二凸轮从动件与第二联接构件之间延伸。

Description

致动机构

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年10月7日提交的美国临时专利申请号63/253401的权益。通过引用将该申请的公开内容并入本文中。

背景技术

1.技术领域

本发明总体上涉及用于控制动力部件(power components)接合和分离的致动器。

2.相关技术说明

单向离合器(one-way clutch，“OWC”)包括第一联合构件、第二联合构件和位于这两个联合构件的相对表面之间的至少一个锁定元件。锁定元件在展开或接合位置与未展开或分离位置之间移动，在该展开或接合位置上，锁定元件自第一联接构件延伸并接合第二联接构件；在该未展开或分离位置上，锁定元件不自第一联接构件延伸且不接合第二联接构件。在该展开位置上，锁定元件接合第二联接构件，其中，OWC在一个旋转方向上锁止，但在相反方向上具有自由旋转。

可选择式单向离合器(或称为可选择式OWC)(selectable OWC，“SOWC”)在旋转或固定部件之间产生一个或两个方向上的机械连接，并且可以在一个或两个方向上超越运转。可选择式OWC，也被称为双向离合器，增加了第二组锁定元件与选择板(selectorplate)的组合。第二组锁定元件，加上选择板，为OWC增加了多种功能。选择板可在不同位置之间调节，以实现不同的操作模式。

动态可控离合器或动态可选择式离合器(“DCC”)适用于爪形离合器(dogclutches)、同步器(synchronizers)和湿式摩擦组件(wet frictionpacks)将被定位的位置。

图1-图5示出了根据现有技术的DCC 12。DCC 12是一系统(未示出)的部件，例如，汽车变速器(automotive transmission)，其还具有输入动力部件(例如，传动轴(driveshaft))和输出动力部件(如，从动轴(driven shaft))。

动态可控离合器(DCC)12具有径向内旋转滚道(radially inner rotating race)(即袋板(pocketplate)13形式的第一联接构件(图4和图5))、及径向外旋转滚道(即凹口板(notch plate)16形式的第二联接构件)。袋板13固定地连接至该系统的第一动力部件，凹口板16固定地连接至该系统的第二动力部件。因此，当袋板13和凹口板16被连接时，第一动力部件和第二动力部件被连接。

袋板13包含第一组和第二组径向锁定元件26，分别用于顺时针(“CW”)和逆时针(“CCW”)接合。在接合期间，至少一组锁定元件26同时接触袋板13和凹口板16的袋和凹口接合面(pocket and notch engagement faces)，从而将袋板13与凹口板16连接在一起。袋板13和凹口板16连接第一和第二动力部件。因此，在每个锁止的旋转方向上，DCC 12在动力部件之间传递扭矩，所述动力部件经由连接的袋板13和凹口板16连接。

DCC 12由线性电机或线性致动器14形式的致动系统致动。线性致动器14包括定子22和转换器(translator)20。定子22例如经由支架(mounts)47固定在变速器壳体(未示出)上。定子22包括一对铜线感应线圈44、46。钢板48、50和52为定子线圈44、46提供外壳。定子线圈44、46以相对于彼此相反极性的方式串联(反串联(anti-series))缠绕。

转换器20在横向、轴向位置之间线性移动。转换器20固定地连接至袋板13并与袋板13一起旋转。转换器20包括分段式永磁体(segmented permanent magnets)21的环形环、钢板23、25和刚性柱塞(rigid plungers)30。柱塞30操作锁定元件26。柱塞30延伸穿过穿过转换器20的滑架(carriage)51形成的孔，并且由弹簧34偏压。柱塞30的端部带有螺纹，并通过内螺纹螺母35固定在孔内。柱塞30的圆锥形端部延伸穿过环55的孔。

图2-图5示出了控制锁定元件26的线性致动器14。根据致动方向，转换器20内的柱塞30直接接触锁定元件26并使它们向上或向下倾斜(pitch)。线性致动器14具有如图2和图4所示的“分离(off)”位置和如图3和图5所示的“接合(on)”位置。线性致动器14通过使转换器20在图2和图4所示的最右侧位置与图3和图5所示的最左侧位置之间横向移动而在“分离”和“接合”位置之间进行切换。

当转换器20从“分离”移动到“接合”时，每个柱塞30接触其锁定元件26的下面(under face)或下表面，从而锁定元件可以接合凹口板16。当锁定元件26与凹口板16接合时，DCC 12在每个锁止的旋转方向上传递扭矩。在接合状态下，每个锁定元件26下方的复位弹簧28被压缩。当被命令“分离”时，转换器20朝着“分离”位置向后移动，柱塞30失去与锁定元件26的接触。压缩的复位弹簧28产生一个力，使锁定元件26向下倾斜或脱离。一旦发生扭矩反向，锁定元件26就可以脱离接合，DCC 12就可以凭惯性前进(freewheel)。

为了将状态从“分离”更改为“接合”，电流给离转换器20最近的定子线圈46通电。通电的定子线圈46产生排斥由永磁体21产生的稳态场的磁场，而远定子线圈44产生吸引磁场。由定子线圈44和46引起的排斥力和吸引力的组合导致转换器20移动。

一旦转换器20越过中心定子钢板(center stator steel plate)50，永磁体21就试图完全对齐最左侧的定子钢板48。机械止动件53(如图4和图5所示)防止完全对齐，这导致将转换器20保持在“接合”位置的偏置力。转换器20被磁性地锁定在“接合”位置。

为了使DCC 12脱离接合，电流被施加到离转换器20最近的定子线圈44(之前是远定子线圈46)，并且线性致动器14以类似于上述的方式从“接合”止动件53移动到用作“分离”止动件42的环。该“分离”机械止动件42防止永磁体21和最右边的定子钢板52完全对齐，保持磁性锁定在“分离”位置。

发明内容

一种致动机构，具有用于控制动力部件接合和分离的致动器。

上述致动器包括圆柱形凸轮件，其一端面横向于凸轮件的旋转轴线延伸，该端面具有第一凸轮面和第二凸轮面。第一凸轮面与第二凸轮面在径向上间隔开并且与第二凸轮面相邻。第一凸轮从动件跟随第一凸轮面，第二凸轮从动件跟随第二凸轮面。第一连接件在第一凸轮从动件与第一联接构件之间延伸，第二连接件在第二凸轮从动件与第二联接构件之间延伸。

根据下文提供的具体实施方式，本发明的其他适用领域将变得明显。应当理解，具体实施方式和具体实施例在指示本发明的优选实施方案的同时，仅用于说明性目的，而不旨在限制本发明的范围。

附图简要说明

通过下面的具体实施方式部分及附图，将更充分地理解本发明，附图中：

图1是根据现有技术的动态可控离合器(“DCC”)的分解图。

图2是现有技术DCC的立体图(部分剖开并以截面示出)，其中，DCC的线性致动器处于“分离”位置，从而DCC处于自由轮模式(freewheel mode)。

图3是现有技术DCC的立体图(部分剖开并以截面示出)，其中，线性致动器处于“接合”位置，从而DCC处于锁止模式(lock mode)。

图4是现有技术DCC的侧视图(部分剖开并以截面示出)，线性致动器的转换器磁性地锁定在“分离”位置，其中，图2和图4属于DCC的相同状态。

图5是现有技术DCC的侧视图(部分剖开并以截面示出)，线性致动器的转换器磁性地锁定在“接合”位置，其中，图3和图5属于DCC的相同状态。

图6是根据本发明一实施方案的具有致动机构的系统的分解图(从左侧观察所得)。

图7是图6所示系统的局部分解图(从左侧观察所得)。

图8是图6所示系统的局部剖视图。

图9是图6所示系统的局部剖视图。

图10是图6所示致动机构的一个部件的立体图。

图11是图6所示致动机构的另一部件的立体图。

图12是图10和图11所示部件在初始位置的立体图。

图13是图10和图11所示部件在延伸位置的立体图。

图14是根据本发明另一实施方案的具有致动机构的系统的分解图(从右侧观察所得)。

图15是图14所示系统的局部分解图(从左侧观察所得)。

图16是图14所示系统的局部剖视图。

图17是图14所示系统的局部剖视图。

图18是图14所示致动机构的一部件的立体图。

图19是图14所示致动机构的另一部件的立体图。

图20是图14所示致动机构的另一部件的立体图

图21是图14所示致动机构的一部分在第一模式下的局部立体图。

图22是图21所示致动机构的剖视图。

图23是图14所示致动机构的一部分在第二模式下的局部立体图。

图24是图23所示致动机构的剖视图。

图25是图14所示致动机构的一部分在第三模式下的局部立体图。

图26是图25所示致动机构的剖视图。

图27是图14所示致动机构的一部分在第四模式下的局部立体图。

图28是图27所示致动机构的剖视图。

图29是图14所示致动机构的一部分的俯视图，为了清楚起见，移除了若干部分。

图30是图14所示致动机构的一部件的替代实施方案的立体图。

具体实施方式

以下对优选实施方案的描述只是示例性的，并不旨在限制本发明、其应用或其用途。

在此公开了本发明的实施例；然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例性实施例，其可以以各种可替代的形式来体现。这些附图不一定按比例绘制；一些特征可以被夸大或最小化以显示部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本发明的代表性基础。

图6-图13示出了系统100的一个实施例，其包括具有动态可控离合器(DCC)166和线性致动器104的离合器组件(或称为“离合器总成”)102。动态可控离合器(DCC)166通常包括袋板142、凹口板144和锁定元件150，如图8所示。袋板142连接第一动力部件，例如，传动轴184；凹口板144连接第二动力部件，例如，从动轴182。线性致动器104包括第一凸轮件106和第二凸轮件108。该线性致动器还可以包括具有复位弹簧147和致动弹簧148的弹簧板146、以及止推板(thrustplate)或支承件164。弹簧板146的致动弹簧148作用在锁定元件150上，而弹簧板146上的复位弹簧147接触袋板142并且朝着第一凸轮件106沿轴向偏置第二凸轮件108。

离合器组件102包括离合器组件壳体156、轴承158和卡环160、162。第一凸轮件106包括扇形齿轮(gear sector)152。系统100还包括用于马达170的马达壳体168。马达170包括马达轴172、蜗杆174和O形环176。马达170被配置为致动第一凸轮件106，使第一凸轮件104围绕旋转轴线118沿箭头132、140所示的方向旋转。

离合器组件102包括偏置弹簧178、180，这些偏置弹簧保持蜗杆174与第一凸轮件106的扇形齿轮152之间的接触。在另一实施例中，可以使用电动或液压机构来旋转第一凸轮件106。

线性致动器104在第一初始位置与第二延伸位置之间移动。将线性致动器104置于该第二延伸位置会将锁定元件150移动到展开位置并将袋板142和凹口板144联接。当线性致动器104处于第二延伸位置时，第二凸轮件108通过弹簧板146和致动弹簧148使锁定元件150将袋板142和凹口板144联接。当线性致动器104处于第一初始位置时，复位弹簧147将第一凸轮件106和第二凸轮件108推到一起，参见图8和图12，其中，致动弹簧148不作用在锁定元件150上，并且，动态可控离合器(DCC)166的袋板142和凹口板144分离。因此，当线性致动器104处于第二延伸位置时，能够在固定连接至袋板142和凹口板144的部件之间实现扭矩流(torque flow)。

线性致动器104包括凸轮机构。凸轮机构通常由安装在固定架上的两个活动元件、凸轮及凸轮从动件(cam follower)组成。凸轮从动件在横向于凸轮旋转轴线的平面内移动。

第一凸轮件106是圆柱体的旋转部，凸轮面或凸轮表面112是该圆柱体的一端。第一凸轮件106起到“凸轮”的作用，它可旋转地移动但轴向固定(即，不能沿轴向移动)。第二凸轮件108是圆柱体的轴向移动部，凸轮面或凸轮表面116是该圆柱体的一端。第二凸轮件108起到“凸轮从动件”的作用，它不能转动但可沿轴向移动。第二凸轮件108平移，在旋转轴线118的纵向方向上沿轴向移动，而凸轮或第一凸轮件106绕旋转轴线118旋转。

在一个实施例中，线性致动器104起到双位致动器(two-position actuator)的作用。图10示出了具有圆柱形本体110和凸轮面112的第一凸轮件106。凸轮面112包括基部表面120、突出件或表面122、及位于基部表面120和突出件或表面122之间的斜面124。突出件或表面122自基部表面120沿轴向延伸或突出。图11示出了具有圆柱形本体114的第二凸轮件108，圆柱形本体114具有凸轮面116。凸轮面116包括基部表面126、突出件或表面128、及位于基部表面126与突出件或表面128之间的斜面130。突出件或表面128自基部表面126沿轴向延伸或突出。图12示出了处于第一初始位置的线性致动器104。如图所示，第二凸轮件108的突出件或表面128被定位成与第一凸轮件106的基部表面120相邻。图13示出了处于第二延伸位置的线性致动器104。如图所示，第二凸轮件108的突出件或表面128被定位成与第一凸轮件106的突出件或表面122相邻。

为了将线性致动器104移动到第二延伸位置，第一凸轮件106绕旋转轴线118沿箭头132所示的方向旋转。第一凸轮件106的凸轮面112与第二凸轮件108的凸轮面116之间的相互作用使得第二凸轮件108在箭头136所示的方向上沿轴向远离第一凸轮件106移动。第二凸轮件108的突出件或表面128沿着第一凸轮件106的斜面124向上移动，直到其到达并沿着第一凸轮件106的突出件或表面122移动，其中，第二凸轮件108沿轴向远离第一凸轮件106移动箭头134所示的距离。

线性致动器104可用于控制系统部件；例如，当致动器处于第二延伸位置时的接合和当致动器处于第一初始位置时的分离。为了使线性致动器104返回或缩回到第一初始位置，第一凸轮件106沿箭头140所示的相反或第二方向旋转。第一凸轮件106的凸轮面112与第二凸轮件108的凸轮面116之间的相互作用使得第二凸轮件108能够朝着第一凸轮件106沿轴向移动。第二凸轮件108被复位弹簧147从外部偏置，以朝着第一凸轮件106沿轴向移动。

在一个实施例中，线性致动器104在第一模式和第二模式之间致动离合器组件102，在该第一模式下，离合器组件102的第一和第二联接构件联接在一起；在该第二模式下，第一和第二联接构件不联接在一起。线性致动器104包括第一凸轮件106和第二凸轮件108。第一凸轮件106具有可旋转地移动且轴向固定的凸轮面112，第二凸轮件108具有可旋转固定(即，不能转动)且可轴向移动的凸轮面116。第一凸轮件106和第二凸轮件108以各自的凸轮面112、116彼此面对的方式沿轴向堆叠在一起。第一凸轮件106的旋转和凸轮面112、116的相互作用使第二凸轮件108远离第一凸轮件106沿轴向移动，将线性致动器104置于第二延伸位置。将线性致动器104置于第二延伸位置使锁定元件150移动到展开位置，从而相应地将联接构件(例如，动态可控离合器(DCC)166的袋板142和凹口板144)联接在一起。

当第一凸轮件106沿箭头140所示的相反方向旋转时，相应凸轮面112、116之间的相互作用允许复位弹簧147施加的弹簧力使第二凸轮件108朝着第一凸轮件108沿轴向移动，由此，线性致动器104处于第一初始位置，并且，联接构件，即袋板142和凹口板144，不联接在一起。

第一和第二联接构件，即袋板142和凹口板144，被支撑为绕旋转轴线沿第一和第二方向相对于彼此旋转。锁定元件150在展开位置与未展开位置之间移动，在该展开位置，锁定元件150将联接构件机械地联接在一起以防止联接构件在至少一个方向上围绕旋转轴线相对旋转；在该未展开位置，联接构件不通过锁定元件150机械地联接在一起，由此，联接构件可以在第一和第二方向上围绕转动轴线相对于彼此旋转。

由第一凸轮件106沿箭头132所示方向的旋转引起的凸轮面112、116的相互作用使第二凸轮件108远离第一凸轮件106轴向移动，从而使线性致动器104置于第二延伸位置并将锁定元件150移动到展开位置。由第一凸轮件106沿相反方向(即，箭头140所示的方向)的旋转引起的凸轮面112、116的相互作用使第二凸轮件108朝着第一凸轮件106轴向移动，将线性致动器104置于第一初始位置，其中，锁定元件150被置于未展开位置。

该系统的一个实施例包括第一和第二动力部件，例如，传动轴和从动轴。离合器组件102包括第一和第二联接构件，例如，袋板142和凹口板144。袋板142连接第一动力部件，即传动轴184；凹口板144连接第二动力部件，即从动轴182。第一联接构件和第二联接构件被支撑为围绕旋转轴线在第一方向和第二方向上相对于彼此旋转。

离合器组件102还包括锁定元件150，该锁定元件150可在展开位置与未展开位置之间移动，在该展开位置，锁定元件将联接构件机械地联接在一起；在该未展开位置，联接构件及相应地动力部件不被机械地联接在一起。

连接件(link或connecting element)在第二凸轮件108与锁定元件150之间延伸。连杆或连接件的一个实施例是由弹簧板146支撑的致动弹簧148。连杆或连接件将第二凸轮件108的轴向运动传递至锁定元件150。当线性致动器处于第二延伸位置时，连杆或连接件致动锁定元件150，将其移动到展开位置。连杆或连接件的其他实施例包括弹性件(resilient members)、杆(rods)或成形构件(shaped members)。

图14-图30示出了该系统的替代实施例，其包括具有动态可控离合器(DCC)198和线性致动器(以200表示)的离合器组件102。在以下各实施方案中，相似或相同的元件在各个附图中被赋予一致的附图标记，并指示相应的部件。

动态可控离合器(DCC)198通常包括袋板242、凹口板244、第一锁定元件238和第二锁定元件240。在一个实施例中，第一和第二锁定元件238、240位于袋板242上的袋246中。

线性致动器200包括第一凸轮件202、第二凸轮件或凸轮从动件204和第三凸轮件或凸轮从动件206。线性致动器200还可以包括内致动件和外致动件，例如，具有复位弹簧224和致动弹簧226的第一或外弹簧板222、及具有复位弹簧230和致动弹簧232的第二或内弹簧板228。第一和第二止推板或轴承构件234、236定位在相应的第二凸轮件或凸轮从动件204与第三凸轮件或凸轮从动件206及第一和第二弹簧板222和228之间。

动态可控离合器(DCC)198提供一种根据第一和第二锁定元件238、240的定位方式(例如，展开、延伸、接合或未展开、缩回、未接合)而在四种不同模式、多个连接状态或扭矩传递模式下运行的离合器组件102。线性致动器200与动态可控离合器(DCC)198一起工作以在逆时针和顺时针方向上施加扭矩。以下命名法(__/__)是指动态可控离合器(DCC)198的旋转方向(顺时针和逆时针)，其中，斜线的左侧表示在逆时针方向上施加扭矩，斜线的右侧表示在顺时针方向上施加扭矩。如本文所用，斜线左侧的数字(1)表示在逆时针方向上施加扭矩。斜线左侧的数字零(0)表示在逆时针方向上不施加扭矩。在斜线的右侧使用相同的约定，一(1)表示在顺时针方向上施加扭矩，或者零(0)表示在顺时针方向上不施加扭矩。施加扭矩的方向标识锁止状态或方向。

离合器组件的第一种模式配置如下：动态可控离合器(DCC)198-0/0。在该模式中，动态可控离合器(DCC)198的第一锁定元件238和第二锁定元件240不展开并且不接合。第一联接构件或袋板242不传递顺时针或逆时针方向上的扭矩。第一锁定元件238和第二锁定元件240都不接合第二联接构件或凹口板244，袋板242在任一方向上都不向凹口板244传递扭矩。凹口板244可相对于袋板242沿逆时针方向和顺时针方向自由旋转。

离合器组件的第二种模式配置如下：动态可控离合器(DCC)198-1/0。在该模式中，动态可控离合器(DCC)198的第一锁定元件238被接合。动态可控离合器(DCC)198的第二锁定元件240不被接合，其中，袋板242在一个方向上(例如，在逆时针方向上)向凹口板244传递扭矩，在顺时针方向上超越(overruns)凹口板244，并且，当从动件凹口板244在逆时针方向上的旋转速度ω₂₄₄快于传动件袋板242在逆时针方向上的旋转速度ω₂₄₂时，凹口板244在逆时针方向上超越袋板242。

离合器组件的第三种模式配置如下，动态可控离合器(DCC)198-0/1。在该模式中，动态可控离合器(DCC)198的第一锁定元件238不被接合。动态可控离合器(DCC)198的第二锁定元件240被接合，其中，袋板242在一个方向(例如，顺时针方向)上向凹口板244传递扭矩，在相反或逆时针方向上超越凹口板244，并且，当从动件凹口板244在顺时针方向上的旋转速度ω₂₄₄快于传动件袋板242在顺时针方向上的旋转速度ω₂₄₂时，凹口板244在顺时针方向上超越袋板242。

离合器组件的第四种模式配置如下，动态可控离合器(DCC)198-1/1。在该模式下，动态可控离合器(DCC)198的锁定元件238、240都被接合，其中，袋板242在逆时针方向和顺时针方向上将扭矩传递到凹口板244，并且，凹口板244与袋板242一起在两个方向上旋转。

系统100的离合器组件102还包括离合器组件壳体156。系统100还包括用于马达170的马达壳体168。马达170包括马达轴172、蜗杆174和O形环176。齿轮组件250操作以旋转第一凸轮件202。齿轮组件250包括多个轮齿(gear teeth)，例如，在第一凸轮件202的外周表面上的环形齿轮(ring gear)252。环形齿轮252接合蜗杆174，由此，马达170在任一方向上的旋转转变为第一凸轮件202围绕旋转轴线118的旋转运动。马达170致动线性致动器200的第一凸轮件202，使第一凸轮件202围绕旋转轴线118在箭头132、140所示的方向上旋转。线性致动器200通过所有四种模式致动动态可控离合器198。第一凸轮件202起到“凸轮”的作用，它可旋转地移动但轴向固定(即，不能轴向移动)。第二和第三凸轮件204、206用作“凸轮从动件”，它们可旋转地固定(即，不能转动)但可轴向移动。

离合器组件壳体156包括轴向延伸的轴(spindle)290，该轴290可旋转地支撑环形孔或槽(recess)298中的第一凸轮件202。轴290的外周表面292接合并支撑第一凸轮件202的内周表面294，其中，第一凸轮件202绕轴290旋转。第一凸轮件202的端面296接合环形孔或槽298的肩部或支承面300，并限制第一凸轮件202的轴向运动。支撑在袋板242的承窝(sockets)或底座314中的复位弹簧224、230通过相应的第一和第二弹簧板222、228及第一和第二止推板(thrust plates)或支承件234、236作用在第二凸轮件或凸轮从动件和第三凸轮件或凸轮从动件204、206上，以将第一凸轮件202的端部或面296推压或偏置抵靠离合器组件壳体156的肩部或支承面300。当第一凸轮件202旋转时，其被限制轴向运动。

第二凸轮件或凸轮从动件204包括多个向外延伸的突起，例如，肋或脊部302，其接合离合器组件壳体156上的互补的槽304。肋或脊部302和互补的槽304允许第二凸轮件或凸轮从动件204沿轴向移动但不旋转。肋或脊部302在槽304中沿轴向滑动。第三凸轮件或从动件206包括多个向内延伸的突起，例如，肋或脊部306，其接合轴290上的互补的槽308。肋或脊部306和互补的槽308允许第三凸轮件或从动件206沿轴向移动但不旋转。第一和第二止推板或轴承件234、236在相应的第二和第三凸轮件或凸轮从动件204、206与第一和第二弹簧板222、228之间提供旋转接口(rotational interface)和支撑。

参照图18，第一凸轮件202的第一凸轮面210和第二凸轮面212的凸轮轮廓可以具有“波浪”形状、图案或构造。第一凸轮面210可包括基部表面254、突出件或表面256、及在基部表面250与突出件或表面256之间延伸的斜面258。第二凸轮面212可以包括基部表面260、突出件或表面262、及在基部表面260与突出件或表面262之间延伸的斜面264。

凸轮或第一凸轮件202是圆柱体的旋转部，凸轮面210、212位于该圆柱体的一端。第一凸轮面210和第二凸轮面212是在第一凸轮件202的圆柱形本体的一端上的同心圆形表面。图18示出了与动态可控离合器(DCC)198的每个模式或位置相关联的第一和第二凸轮面210、212中的每一个的相应凸轮轮廓或构造。如图所示，四个位置中的每一个都由第一凸轮件202上的命名1/1、0/1、1/0和0/0来标识。当第二和第三凸轮件或凸轮从动件204、206被定位在各自标识的位置时，动态可控离合器198被置于相应的模式。

参照图19，第二凸轮件或凸轮从动件204具有圆柱形本体214，该圆柱形本体214的一端具有凸轮轮廓、凸轮面或凸轮表面216。第二凸轮件或凸轮从动件204的凸轮面或表面216可以具有“波浪”形状、图案或构造。凸轮面216可以包括基部表面266、突出件或表面268、及在基部表面266与突出件或表面268之间延伸的斜面270。第二凸轮件或凸轮从动件204的凸轮面或表面216接合并跟随第一凸轮面210。

参照图20，第三凸轮件或凸轮从动件206具有圆柱形本体218，该圆柱形本体218的一端具有凸轮轮廓、凸轮面或凸轮表面220。第三凸轮件或凸轮从动件206的凸轮面或表面220可以具有“波浪”形状、图案或构造。凸轮面220可以包括基部表面272、突出件或表面274、及在基部表面272与突出件或表面274之间延伸的斜面276。第三凸轮件或凸轮从动件206的凸轮面或表面220接合并跟随第二凸轮面212。

第一凸轮件202的第一凸轮面210和第二凸轮面212是同心表面。第一凸轮件202的第一凸轮面210与第二凸轮或凸轮从动件204的凸轮面216在轴向上堆叠，并且，第一凸轮件202的第二凸轮面212与第三凸轮206的凸轮面220在轴向上堆叠在一起。因此，第二凸轮或凸轮从动件204和第三凸轮或凸轮从动件206也具有同心圆柱形表面，其中一个表面在另一个内部。当第一凸轮件202旋转时，第二凸轮件或凸轮从动件204和第三凸轮件或从动件206沿着第一凸轮件202的相应的第一和第二凸轮面210、212独立地移动。第一凸轮件202的旋转和相应凸轮面210、216、212、220的相互作用使第二和第三凸轮或凸轮从动件204、206在轴向上远离和朝着第一凸轮件202移动。移动相应的第二和第三凸轮或凸轮从动件204、206将线性致动器200置于多个位置上。

第一凸轮件202具有多个离散位置(discreet positions)，0/0、0/1、1/0和1/1。马达170通过齿轮组件250在箭头132、140所示的任一方向上旋转第一凸轮件202，以将第一凸轮件202定位在位置0/0、1/0、0/1和1/1中的其中一个位置上。取决于相应凸轮件202、204、206的凸轮面之间所选择的位置、相互作用，第二凸轮件或凸轮从动件204在延伸、锁定元件展开位置与初始或缩回、锁定元件未展开位置之间移动，而第三凸轮件或从动件206在延伸、锁定元件展开位置与初始或缩回、锁定元件未展开位置之间移动。基于展开位置和未展开位置的组合，第一锁定元件238和第二锁定元件240将联接构件机械地联接在一起。

在一个实施例中，线性致动器200是四位致动器(four-position actuator)。线性致动器200以0/0模式启动，并且，基于第一凸轮件202的旋转和方向，实现其它模式或位置。线性致动器200也可以在其他模式中的一个模式下启动，例如，1/1模式。此外，模式1/1可以与模式0/0相邻，而不是模式1/0或0/1与模式0/0相邻。

图21、图22示出了处于0/0模式的线性致动器200，其中，第二凸轮件或凸轮从动件204和第三凸轮件或从动件206处于初始或缩回位置。为了清楚起见，将复位弹簧224、230(其将第二和第三凸轮件或凸轮从动件204、206和第一凸轮件202偏压或推动在一起)从图中移除，其中示出了致动弹簧226、232。在第一或初始位置，即0/0模式，第一和第二锁定元件238、240处于未展开位置，因为线性致动器200的凸轮从动件204和206都处于初始或缩回位置。如图22所示，在初始或缩回位置，第二凸轮件或凸轮从动件204和第三凸轮件或从动件206中的每一个的突出件或表面268、274位于第一凸轮面210和第二凸轮面212中的每一个的基部254、260处。致动弹簧226、232处于初始、缩回位置，在该位置它们不作用在锁定元件238、240上并且不展开锁定元件238、240。

图23、图24示出了处于1/0模式的线性致动器200。第二凸轮件或凸轮从动件204，即外同心环，定位在延伸位置上。为了实现1/0模式，第一凸轮件202沿箭头132所示的方向顺时针旋转，直到第一凸轮件202的第一凸轮面210的第一突出件或表面256与第二凸轮或凸轮从动件204的凸轮面216的突出件或表面268相邻或接触，从而相对于第一凸轮件202沿轴向延伸或移动第二凸轮或凸轮从动件204。移动第二凸轮或凸轮从动件204使第一止推板或支承件234、第一弹簧板222和致动弹簧226沿轴向移动，其中，致动弹簧226作用在第一锁定元件238上，将其置于展开位置。沿顺时针方向(箭头132)旋转第一凸轮件202，将线性致动器200从0/0模式移动到1/0模式。当沿箭头132所示的顺时针方向旋转第一凸轮件202时，第三凸轮件或从动件206(即，内同心环)的突出件或表面274跟随第二凸轮面212并保持在基部260上。第二弹簧板228的致动弹簧232保持在初始缩回位置，在该初始缩回位置它不作用在锁定元件240上并展开锁定元件240。

图25、图26示出了处于0/1模式的线性致动器200。第三凸轮件或从动件206，即内同心环，定位在延伸位置上。为了实现0/1模式，第一凸轮件202从0/0模式沿箭头140所示的方向逆时针旋转，直到第一凸轮件202的第二凸轮面212的突出件或表面262与第三凸轮或凸轮从动件206的凸轮面220的突出件或表面274相邻或接触，从而相对于第一凸轮件202沿轴向延伸或移动第三凸轮或凸轮从动件206。在该位置，第三凸轮或凸轮从动件206的凸轮面220的突出件或表面274邻近或置于第一凸轮件202的第二凸轮面212的突出件或表面262上。移动第三凸轮或凸轮从动件206，通过第二止推板或支承件206，会在轴向方向上轴向移动第二弹簧板228和致动弹簧232，其中，致动弹簧232作用在第二锁定元件240上，将其移动到展开位置。沿逆时针方向(箭头140)旋转第一凸轮件202，将线性致动器200从0/0模式移动到0/1模式。当沿逆时针方向旋转第一凸轮件202时，第二凸轮件或凸轮从动件204(即，外同心环)的突出件或表面268跟随第二凸轮面212并保持在基部254上。第二弹簧板228的致动弹簧232处于初始或缩回位置，在该位置其不作用在锁定元件238上或不展开锁定元件238。

图27、图28示出了处于1/1模式的线性致动器200。第二凸轮件或凸轮从动件204和第三凸轮件或从动件206(即，外同心环和内同心环)定位在延伸位置上。为了实现1/1模式，第一凸轮件202从0/0模式顺时针或逆时针旋转，通过1/0或0/1模式，直到第一凸轮件202的第一凸轮面210的第一突出件或表面256与第二凸轮或凸轮从动件204的第二凸轮面216的突出件或表面268相邻或接触，从而相对于第一凸轮件202沿轴向延伸或移动第二凸轮或凸轮从动件204，并且，第一凸轮件202的第二凸轮面212的突出件或表面262与第三凸轮或凸轮从动件206的凸轮面220的突出件或表面274相邻或接触，从而相对于第一凸轮件202沿轴向延伸或移动第三凸轮或凸轮从动件206。

使第二凸轮或凸轮从动件204轴向移动相应地通过第一止推板或支承件234使第一弹簧板222和致动弹簧226在轴向方向上移动，其中，致动弹簧226作用在第一锁定元件238上，将其移动到展开位置上。使第三凸轮或凸轮从动件206轴向移动相应地通过第二止推板或支承件236使第二弹簧板228和致动弹簧232在轴向方向上移动，其中，致动弹簧232作用在第二锁定元件240上，将其移动到展开位置。在第一锁定元件238和第二锁定元件240都处于展开位置的情况下，通过锁定元件238、240自袋板上的袋246延伸并接合凹口板244上的凹口248，第一联接构件或袋板242在两个方向上联接第二联接构件或凹口板244。由于第一联接构件或袋板242和第二联接构件或凹口板244连接各自的动力部件，例如，传动轴184和从动轴182，因此，将袋板242联接至凹口板244可将传动轴184与从动轴182联接，从而能够将动力或扭矩从传动轴传递到从动轴。

图29示出了外致动件(或称为外致动构件)(例如，具有环形构造的第一弹簧板222)和内致动件(或称为内致动构件)(例如，具有环形构造的第二弹簧板228)。外致动件与内致动件同心。当相应的第一弹簧板222和第二弹簧板228是彼此间隔开的内、外构件时，致动弹簧226和232在相同的半径上，距旋转轴线118相同的径向距离。如图所示，第一弹簧板222包括向内延伸的突耳(tabs)280。第二弹簧板228包括向外延伸的突耳282，突耳282延伸到位于第一弹簧板222的内周表面286上的互补的凹口284中。向内延伸的突耳280和向外延伸的突耳282为相应的致动弹簧226和232提供弹簧座。

致动弹簧226用作将第二凸轮件或凸轮从动件204与第一锁定元件238和第二锁定元件238中的一个连接的连接件，而致动弹簧232用作将第三凸轮件或凸轮从动件206与第一锁定元件238和第二锁定元件240中的另一个连接的连接件。此外，第一弹簧板222和第二弹簧板228也可以用作连接件。这些只是可用于将第二和第三凸轮件或凸轮从动件204、206与第一和第二锁定元件238、240连接的连接件的一个实施例。连接件的其它实施例包括弹性件、杆(rods)或成形构件(shaped members)，其将第二和第三凸轮件或凸轮从动件204、206的轴向运动传递到相应的第一锁定元件238和第二锁定元件240，以控制第一锁定元件238和第二锁定元件240的位置。在某些情况下，线性致动器200产生的轴向运动可用于将锁定元件238、240中的一个从展开位置移动到未展开位置。

图30公开了线性致动器200的另一个替代实施方案，其中，线性致动器200是三位致动器(three-position actuator)。这三个位置分别为0/0、1/1和1/0。与四位致动器类似，三位致动器402使用具有第一凸轮面406和第二凸轮面408的第一凸轮件404。三位致动器402的凸轮面406、408包括突起和基部。与前面的实施方案一样，第二凸轮或凸轮从动件和第三凸轮或凸轮从动件与第一凸轮件404协作，以在展开位置与未展开位置之间移动第一和第二联接构件。三位致动器402最初可以被置于1/0模式，其中，在任一方向上的旋转将致动器402置于0/0模式或1/1模式。1/0模式可用于致动锁定元件以沿顺时针或逆时针方向传递扭矩。

尽管上文中描述了示例性实施方案，但这些实施方案并非旨在描述本发明的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性而非限制性词语。应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变。此外，各种实施方案的特征可以被组合以形成本发明的其他实施方案。

以上对本发明的说明仅仅是示例性的；因此，不偏离本发明要旨的变化应涵盖在本发明的范围内。这样的变化不应被视为偏离本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种致动机构，其特征在于，其包括：

凸轮件，其具有横向于所述凸轮件的旋转轴线延伸的端面，所述端面具有第一凸轮面和第二凸轮面，所述第一凸轮面与所述第二凸轮面在径向上间隔开并且与所述第二凸轮面相邻；

第一凸轮从动件，所述第一凸轮从动件跟随所述第一凸轮面；

第二凸轮从动件，所述第二凸轮从动件跟随所述第二凸轮面；

第一连接件，所述第一连接件位于所述第一凸轮从动件与第一联接构件之间；及

第二连接件，所述第二连接件位于所述第二凸轮从动件与第二联接构件之间。

2.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于，所述第一凸轮面和所述第二凸轮面是同心圆形面。

3.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于：

所述第一联接构件包括锁定元件，所述锁定元件可在展开位置与未展开位置之间移动；

所述第二联接构件包括锁定元件，所述锁定元件可在展开位置与未展开位置之间移动；

所述第一连接件包括弹簧，其作用在所述第一联接构件的锁定元件上；及

所述第二连接件包括弹簧，其作用在所述第二联接构件的锁定元件上。

4.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于，其包括：

内致动件，其具有环形构造；

外致动件，其具有环形构造；及

所述内致动件同心地布置在所述外致动件内部。

5.根据权利要求4所述的致动机构，其特征在于：

所述内致动件包括弹簧座；

所述外致动件包括弹簧座；并且，

所述内致动件的弹簧座和所述外致动件的弹簧座与所述凸轮件的旋转轴线的径向距离相等。

6.根据权利要求4所述的致动机构，其特征在于：

所述外致动件具有向内延伸的凹口、及弹簧座；

所述内致动件具有向外延伸的突耳、及位于所述突耳上的弹簧座，所述突耳向外延伸到所述外致动件上的所述凹口中；并且，

所述外致动件的弹簧座和所述内致动件的弹簧座在距所述凸轮件的旋转轴线相同的径向距离处。

7.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于，其包括：

齿轮组件，所述齿轮组件包括多个轮齿；

所述齿轮组件连接所述凸轮件；并且，

所述齿轮组件连接马达。

8.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件独立地移动。

9.根据权利要求1所述的致动机构，其特征在于：

所述第一凸轮从动件包括圆柱形本体，其具有从动端和向外延伸的突起；

所述第二凸轮从动件包括圆柱形本体，其具有从动端和向内延伸的突起；

壳体，其具有第一槽，所述第一凸轮从动件的向外延伸的突起接合所述壳体上的所述第一槽，其中，所述第一凸轮从动件在所述壳体内轴向移动；并且，

所述壳体具有第二槽，所述第二凸轮从动件的向内延伸的突起接合所述壳体上的所述第二槽，其中，所述第二凸轮从动件在所述壳体内轴向移动。

10.一种致动机构，其特征在于，其包括：

凸轮件，其能够绕旋转轴线旋转，所述凸轮件具有在外周表面与内周表面之间延伸的侧面；

所述凸轮件的所述侧面具有第一凸轮面和第二凸轮面，所述第一凸轮面在所述第二凸轮面的径向内侧；

所述第一凸轮面具有凸轮轮廓；

所述第二凸轮面具有凸轮轮廓；

第一凸轮从动件，其跟随所述第一凸轮面的凸轮轮廓，其中，所述第一凸轮从动件基于所述第一凸轮面的凸轮轮廓在延伸位置与缩回位置之间移动；及

第二凸轮从动件，其跟随所述第二凸轮面的凸轮轮廓，其中，所述第二凸轮从动件基于所述第二凸轮面的凸轮轮廓在延伸位置与缩回位置之间移动。

11.根据权利要求10所述的致动机构，其特征在于：所述凸轮件将所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件移动到第一位置、第二位置和第三位置，其中，在所述第一位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都处于所述延伸位置，在所述第二位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都处于所述缩回位置，在所述第三位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件中的一个处于所述延伸位置，而另一个凸轮从动件处于所述缩回位置。

12.根据权利要求10所述的致动机构，其特征在于：所述凸轮件将所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件移动到第一位置、第二位置、第三位置和第四位置，其中，在所述第一位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都处于所述延伸位置；在所述第二位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都处于所述缩回位置；在所述第三位置，所述第一凸轮从动件处于所述延伸位置，所述第二凸轮从动件处于所述缩回位置；在所述第四位置，所述第一凸轮从动件处于所述缩回位置，所述第二凸轮从动件处于所述延伸位置。

13.根据权利要求10所述的致动机构，其特征在于：所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件独立地移动。

14.根据权利要求10所述的致动机构，其特征在于：所述第一凸轮从动件连接第一锁定元件并使其移动，并且，所述第二凸轮从动件连接第二锁定元件并使其移动。

15.一种系统，其特征在于，其包括：

第一部件；

第二部件；

第一联接构件和第二联接构件，所述第一联接构件和所述第二联接构件被支撑为围绕旋转轴线在第一方向和第二方向上相对于彼此旋转，所述第一联接构件固定至所述第一部件，并且，所述第二联接构件固定至所述第二部件；

第一锁定元件，所述第一锁定元件可在展开位置与未展开位置之间移动，其中，在所述展开位置，所述第一锁定元件将所述第一联接构件和所述第二联接构件机械地联接在一起；在所述未展开位置，所述第一联接构件和所述第二联接构件不机械地联接在一起；

第二锁定元件，所述第二锁定元件可在展开位置与未展开位置之间移动，其中，在所述展开位置，所述第二锁定元件将所述第一联接构件和所述第二联接构件机械地联接在一起；在所述未展开位置，所述第一联接构件和所述第二联接构件不机械地联接在一起；

致动机构，其包括凸轮件，所述凸轮件相对于所述旋转轴线可旋转地移动并且轴向上固定，所述凸轮件具有第一凸轮面和第二凸轮面，所述第一凸轮面与所述第二凸轮面在径向上间隔开；

第一凸轮从动件，其相对于所述旋转轴线可旋转地固定并且可轴向移动，所述第一凸轮从动件接触并跟随所述第一凸轮面；

第二凸轮从动件，其相对于所述旋转轴线可旋转地固定并且可轴向移动，所述第二凸轮从动件接触并跟随所述第二凸轮面；及

所述凸轮件将所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件移动到第一位置、第二位置和第三位置，其中，在所述第一位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都延伸；在所述第二位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件都缩回；在所述第三位置，所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件中的一个延伸，而另一个凸轮从动件缩回。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一凸轮面和所述第二凸轮面是在所述凸轮件的横向于所述旋转轴线延伸的表面上的同心表面。

17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：

所述第一联接构件具有多个袋，所述第一锁定元件定位在所述多个袋中的一个袋中，并且，所述第二锁定元件定位在另一袋中；

连接件在所述第一锁定元件与所述第一凸轮从动件之间延伸，其中，所述第一凸轮从动件将所述第一锁定元件移动到所述展开位置和所述未展开位置中的一个；并且，

连接件在所述第二锁定元件与所述第二凸轮从动件之间延伸，其中，所述第二凸轮从动件将所述第二锁定元件移动到所述展开位置和所述未展开位置中的一个。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：

在所述第一锁定元件与所述第一凸轮从动件之间延伸的所述连接件包括弹簧；并且，

在所述第二锁定元件与所述第二凸轮从动件之间延伸的所述连接件包括弹簧。

19.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：所述第一凸轮从动件和所述第二凸轮从动件独立地移动。

20.一种组件，其特征在于，其包括：

圆柱形凸轮件，其具有横向于所述凸轮件的旋转轴线延伸的端面，所述端面具有绕所述旋转轴线旋转的凸轮面；

凸轮从动件，其跟随所述凸轮面并且基于所述凸轮的旋转运动而沿轴向移动；

联接器，其包括袋板、凹口板和锁定元件；及

连接件，其位于所述凸轮从动件与所述锁定元件之间，其中，所述凸轮从动件的轴向运动作用在所述锁定元件上以联接和分离所述袋板和所述凹口板。