CN104781571A - 用于可选择的离合器的电动致动器模块 - Google Patents

用于可选择的离合器的电动致动器模块 Download PDF

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Abstract

一种离合器模块，其包括第一旋转构件和第二接合构件，其中，第一旋转构件包括至少一个支柱致动模块，第二接合构件包括位于其上的用于由所述支柱致动模块接合的凸轮表面。支柱致动模块包括具有支柱的框架，该支柱能够相对于该框架以枢转的方式运动。支柱包括接合端和基部端，该基部端包括第一侧和第二侧。销部或柱部从框架延伸并且具有绝缘绕线架，其中，绕线架围绕有可激励的线圈。U形构件包括一对致动腿部，该U形构件附接至销构件并且在支柱的基部端与腿部的周缘端部之间形成磁间隙，使得当线圈被激励时，腿部的周缘端部以第一极性被极化并且框架和支柱以相反的极性被极化，从而将支柱朝向周缘端部偏置并且使致动端枢转成与接合构件的凸轮表面接合。

Description

用于可选择的离合器的电动致动器模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年10月17日提交的美国临时专利申请No.61/715,121的权益，该申请通过参引并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及一种致动构件。更具体地，本公开涉及一种在车辆(例如汽车、卡车、厢式车、多用途车、工业设备、船舶、货车等)的传动系中使用的变速器，该变速器包括用于在变速器中以选择性地的方式使用离合器的致动构件。
背景技术
在自动变速器中所使用的可选择的单向离合器(OWC)用通过由变速器ECU控制的电磁模块致动的基于支柱的可选择的OWC来替换通过油压致动的摩擦盘OWC。这减小了当摩擦盘离合器在变速器运行时打开并持续地超运转时与现有设计的摩擦盘离合器相关联的阻力损失，并且还可以提供与摩擦盘离合器的部件(摩擦盘、压力板、端板、活塞和密封件)的移除相关联的费用的减小。
在用于变速器的离合器的一种现有技术实施方式中，线圈绕钢磁极缠绕，该线圈在被电激励时用以闭合端极(即，北极和南极)与单向离合器支柱端部之间的间隙(例如空气间隙)。在这种设计中，极端部被磁化，从而用作吸引支柱的没有被磁化的端部部分。
在上述构思中，离合器壳体在磁路中不起任何作用；离合器壳体仅控制线圈与支柱的相对位置。当施加电荷时，机构将支柱从打开位置朝向关闭位置拉动。极部被磁化而支柱没有被磁化，因此，壳体不是磁路或磁性路径的一部分。
尽管该设置是致动支柱的一种方法，但其需要单极磁吸引，该单极磁吸引并不能如根据应用所期望的一样稳固或可靠的进行锁定。因此，本领域中期望的是提供对离合器中的支柱的更稳固的致动。
发明内容
根据本发明，提供了一种离合器致动模块组件。提供了包括第一旋转构件和第二接合构件的离合器模块，其中，第一旋转构件包括至少一个支柱致动模块，第二接合构件包括位于其上的用于由支柱致动模块接合的凸轮表面。支柱致动模块包括框架，该框架具有支柱、销部或柱部和U形构件，该支柱能够相对于该框架以可枢转的方式运动。该支柱包括接合端和基部端，该基部端包括第一侧和第二侧，销部或柱部从框架延伸并且具有绝缘绕线架，其中，该绕线架围绕有可激励的线圈，该U形构件包括附接至销构件的一对致动腿部并且U形构件在支柱的基部端与腿部的周缘端之间形成磁性间隙，使得当线圈被激励时，腿部的周缘端以第一极性被极化并且框架和支柱以相反的极性被极化，从而使支柱朝向周缘端偏置并且将致动端部枢转成与接合构件的凸轮表面接合。
在替代性实施方式中，提供了双向支柱装置。
根据本发明，提供了一种用于在车辆中的变速器中使用的OWC离合器的改进的装置和控制策略，其中，离合器致动器的壳体包括为用于对机构进行致动的磁路的部分，以在减小电力消耗以及已知机构和控制的其他负面缺点的同时产生更强的磁性致动器装置，并且提供更大的精准度和控制。
本发明的其他领域的适用性将从下文中所提供的详细描述而变得明显。应该理解到，尽管这些详细的描述和特定的示例指示了本发明的优选实施方式，但其意在仅说明的目的并且不意在限制本发明的范围。
附图说明
通过详细描述和附图说明将更全面地理解本发明，其中：
图1为示出了根据本发明的支柱致动模块的截面图的离合器的组装图；
图2为本发明的图1的致动模块的详细截面图；
图3为沿着图2的线3-3截取的图2的致动模块的截面图；
图4为图2的致动模块的详细截面图；
图5为示出了根据本发明的间隔开的多个致动模块的截面的离合器的组装图；
图6为示出了位于共用的框架上的一对致动支柱组件的致动模块的替代性实施方式的详细截面图；
图7为致动模块的替代性实施方式的详细截面图，该图示出了位于共用框架上的一对致动支柱组件并显示了利用共用线圈致动支柱；
图8为图7的致动模块的截面图；
图9为示出了在双向离合器中操作的一对致动模块的详细截面图；
图10为示出了操作枢转的支柱的一对线圈的双向致动模块的替代性实施方式；
图11为图10的双向致动模块的截面图；
图12为利用机械致动的双向模块的替代性实施方式的截面图；
图13为图12的支柱构件的立体图。
具体实施方式
根据本发明，提供了例如用于变速器(未示出)的总体上以10示出的离合器模块，该变速器利用通断继电器来控制致动离合器机构。
参照图1至图4，提供了包括第一旋转构件12和第二接合构件16的离合器模块10，其中，第一旋转构件12包括总体上以14指示的至少一个支柱致动模块，第二接合构件16包括位于其上的用于由所述支柱致动模块14接合的凸轮表面17。构件12和14分别包括接合齿12(a)和花键14(a)。支柱致动模块14包括具有支柱20的框架18，支柱20能够绕枢轴22相对于框架18以枢转的方式运动。支柱20包括接合端26和基部端24，并且基部端24包括其第一侧28和第二侧30。销部或柱部32从所述框架18延伸并且具有绝缘绕线架34，其中，绕线架34围绕有可激励的线圈36。U形构件37通过螺钉或其他紧固件39磁性地并机械地紧固至所述柱32。U形构件37包括一对致动腿部38和40。在框架18中的孔44中设置有偏置弹簧42(例如示出的可折叠弹簧)。在静置时，偏置弹簧使支柱20偏置以脱离与凸轮表面17的接合以提供正常未接合的自由旋转(freewheel)条件。周缘端部46和48在所述支柱20的所述基部端24与所述腿部38和40的周缘端部46和48之间形成磁间隙。
当线圈36被激励时，所述腿部38和40的周缘端部46和48以第一极性被极化并且所述框架18和所述支柱20以相反的极性被极化，由此，使所述支柱20朝向所述周缘端部46和48偏置，并且使所述接合端26枢转成与所述接合构件16的凸轮表面17接合。
通常，致动模块容纳在金属壳体中。因此，在本发明中，壳体可以用作用于控制离合器的磁路的一体部件。当线圈被供以电力时，壳体被磁化并且将呈现与致动器磁极的极性相反的特定极性(即，如可能期望的北极或南极)，在本示例中致动器为联接至离合器机构的U形构件37。由于壳体与支柱接触，因此支柱被磁化为与壳体相同的极性。在本申请中，与支柱承载磁性角度的中性电荷的情况相比，大大增大了支柱端部与U形构件37的磁极(即，横穿其间的空气间隙)之间的吸引力。
尽管支柱20示出为绕销枢转，但是本领域技术人员应该领会到，支柱可以构造成能够在构件12中的适当的壳体中进行枢转。
如在图6中可以看出，所有线圈36和线圈36a(例如在示出的实施方式中的两个线圈)将一起用来使壳体磁化，因此增大了磁场强度并在支柱中产生了更大的磁力，从而将支柱从打开位置朝向关闭位置吸引。
现在参照图7，提供了致动模块110的替代性实施方式。支柱致动模块110包括一对枢转接合支柱112和114，该一对枢转接合支柱分别关于销116和118枢转并且附接至框架120。提供了U形构件122，该U形构件122包括通过连接腿部128磁性地并且电力地联接至彼此的前U形构件124和后U形构件126。前U形构件124和后U形构件126包括在支柱的前侧和后侧上接合支柱112和114的一对外周缘端部部分130和132。单个中央绕线架和线圈134激励U形构件以用于提供多个支柱的致动。将容易理解的是，尽管示出了两个支柱，但本发明在需要的情况下可以构造成致动多于仅两个支柱的支柱。如图8中所示，偏置弹簧设置用于使支柱112和114偏置到自由旋转的位置中。
图9示出了在图1至图4中示出并在上文论述的类型的镜像支柱致动模块14和14’的应用。其中，镜像部件用带撇的标记表示。在该实施方式中，接合构件16’包括双向凸轮构件17’。在操作中，或者致动构件或者多组致动构件14或14’可以根据期望的方向被激励以用于接合接合构件16’并使接合构件16’旋转。
现在参照图10和图11，示出了双向装置210的第二实施方式。在该实施方式中，对称的支柱构件212通过销214以枢转的方式附接至框架216。具有单独的线圈组件222和绕线架组件224的一对U形构件218和220用于选择性地将支柱从用于致动接合凸轮并使构件226沿第一方向旋转的第一位置致动，或者另一线圈用于致动并接合凸轮以使构件沿第二方向旋转。偏置弹簧228和230设置用于使支柱212偏置至自由旋转的位置。
现在参照图12和图13。提供了双向离合器致动模块310的替代性实施方式。在该实施方式中，提供了通过致动臂314绕销312枢转的支柱311，该致动臂314由致动滑动件318中的对应的孔口316接合，该致动滑动件318在框架322中的轨道320中滑动。在该实施方式中，滑动件可以由诸如液压装置、气动装置、螺线管、伺服装置、滚珠螺杆装置、步进马达或其他类似物之类的任意数目的机构供以动力以用于使滑动构件在轨道中前后移动，从而用于沿相反的方向对支柱进行致动。
在另一替代性的实施方式中，可以通过利用永磁对称支柱构件来提供双向致动模块，该支柱构件具有位于枢轴的两侧上的腿部的U形构件。在该实施方式中，框架包括销部，该销部从框架延伸并且具有绝缘绕线架，其中，可激励的线圈围绕绕线架。U形构件包括附接至所述销构件的一对致动腿部，并且U形构件在所述支柱的第一极化的端部与所述腿部的和所述支柱的第二极化的端部相邻的第二周缘端部之间延伸。在该实施方式中，当线圈被激励时，所述腿部的周缘端部被极化以用于使所述支柱运动至第一位置，并且当线圈沿相反的方向被激励时，腿部被极化以用于使支柱沿相反的方向运动。
理解的是，上文的描述意在为说明性而非限制性。除所提供的示例以外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员而言通过阅读上文的描述而明显。因此，本发明的范围不应该参照上文的描述来确定，而应该参照所附权利要求以及该权利要求所要求的等价体的整个范围来确定。为了所有目的，包括专利申请和出版物的所有文章和参考的公开内容通过参引并入本文。在上文权利要求中对在本文中公开的主题的任何方面的省略并不是对该主题的否认，也不应该看作发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (14)

1.一种离合器模块，包括：
第一旋转构件，所述第一旋转构件包括至少一个支柱致动模块；
第二接合构件，所述第二接合构件包括位于其上的用于由所述支柱致动模块接合的凸轮表面；
所述支柱致动模块包括框架，所述框架具有支柱、销部/柱部和U形构件，所述支柱能够相对于所述框架以枢转的方式运动，所述支柱包括接合端和基部端，所述基部端包括第一侧和第二侧，所述销部/柱部从所述框架延伸并且具有绝缘绕线架，其中，所述绕线架围绕有可激励的线圈，所述U形构件包括附接至所述销构件的一对致动腿部并且在所述支柱的所述基部端与所述腿部的周缘端部之间形成磁间隙，使得当所述线圈被激励时，所述腿部的所述周缘端部以第一极性被磁化并且所述框架和所述支柱以相反的极性被磁化，从而使所述支柱朝向所述周缘端部偏置并且将所述致动端枢转成与所述接合构件的凸轮表面接合。
2.根据权利要求1所述的离合器模块，其中，所述支柱能够绕紧固至所述框架的销枢转。
3.根据权利要求1所述的离合器模块，其中，所述支柱能够在形成在所述第一从动构件中的袋状部中枢转。
4.根据权利要求1所述的离合器模块，还包括多个所述致动模块。
5.根据权利要求4所述的离合器模块，其中，所述多个致动模块一起定位在单个框架构件上以用于增大磁力。
6.根据权利要求5所述的离合器模块，其中，使用单个线圈来操作多个支柱。
7.根据权利要求1所述的离合器模块，其中，在所述第二接合构件上形成有多个第一凸轮表面以用于所述接合构件在第一方向上的接合，并且在所述接合构件上形成有多个第二凸轮表面以用于所述接合构件在第二方向上的接合，并且此外，所述离合器模块还包括用于选择性地接合所述第一凸轮表面或所述第二凸轮表面的至少一个致动模块。
8.根据权利要求7所述的离合器模块，其中，所述致动模块的所述支柱沿第一方向枢转用于接合所述多个第一凸轮表面中的所述一个第一凸轮表面，以及所述致动模块的所述支柱沿第二方向枢转以接合所述多个第二凸轮表面中的一个第二凸轮表面。
9.根据权利要求7所述的离合器模块，其中，使用第一线圈以使所述支柱沿第一方向枢转，以及使用第二线圈以使所述支柱沿第二方向枢转。
10.一种双向离合器模块，包括：
第一旋转构件，所述第一旋转构件包括至少一个支柱致动模块；
第二接合构件，所述第二接合构件包括多个第一凸轮表面和多个第二凸轮表面，所述多个第一凸轮表面形成在所述第二接合构件上以用于所述接合构件在第一方向上的接合，所述多个第二凸轮表面形成在所述接合构件上以用于所述接合构件在第二方向上的接合，并且其中，所述至少一个致动模块构造用于选择性地接合所述第一凸轮表面或所述第二凸轮表面，
所述支柱致动模块包括具有支柱的框架，所述支柱能够相对于所述框架以枢转的方式运动，所述致动模块的所述支柱沿第一方向枢转以接合所述多个第一凸轮表面中的所述一个第一凸轮表面，并且所述致动模块的所述支柱沿第二方向枢转以接合所述多个第二凸轮表面中的一个第二凸轮表面。
11.根据权利要求10所述的双向离合器模块，其中，所述支柱还包括从所述支柱的下部延伸的控制臂，所述框架包括致动部，所述致动部用于接合所述控制臂并使所述支柱在从用于接合所述接合构件从而沿第一方向旋转的第一位置、用于使所述离合器自由旋转的第二位置以及用于接合所述接合构件从而沿第二方向的旋转的第三位置之间枢转。
12.根据权利要求11所述的双向离合器模块，其中，所述致动部包括位于轨道中的滑动件，所述滑动件具有用于接合所述臂的中央孔口。
13.根据权利要求12所述的双向离合器模块，其中，所述滑动件通过液压装置、气动装置、螺线管、伺服装置、滚珠螺杆装置、步进马达等致动以用于使所述滑动件在所述轨道中前后移动，从而致动所述支柱。
14.根据权利要求13所述的双向离合器模块，其中，所述支柱具有永磁特性，并且所述框架包括销部和U形构件，所述销部从所述框架延伸，并且所述销部具有绝缘绕线架，其中，所述绕线架围绕有可激励的线圈，所述U形构件包括附接至所述销构件的一对致动腿部并且位于所述支柱的第一极化的端部与所述腿部的与所述支柱的第二极化的端部相邻的第二周缘端部之间，使得当所述线圈被激励时，所述腿部的所述周缘端部被极化以用于使所述支柱运动至第一位置，并且使得当所述线圈沿相反的方向被极化时，所述腿部被极化以用于使所述支柱沿相反的方向运动。
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