一種集成於電機轉子支架內的常開離合器和包括其的車輛的製作方法

2023-10-06 18:37:09 1

專利名稱：一種集成於電機轉子支架內的常開離合器和包括其的車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種離合器。具體地，本發明涉及一種集成於電機轉子支架內的常開離合器和包括其的車輛。
背景技術：
對於車輛而言，離合器是設置在發動機和/或電機與傳動系之間的一種裝置，用於切斷和接通發動機和/或電機到傳動系的動力。起步時，離合器使得發動機和/或電機與傳動系平順結合，使車輛起步平穩；換擋時，離合器使得發動機和/或電機與傳動系迅速分離，減少變速器中齒輪間的衝擊，從而實現平順換擋；在車輛行駛過程中，當車輛承受過大載荷時，離合器會打滑，從而防止傳動系過載。對於目前各大車輛廠商競相研發的包括多個電機和/或發動機組合動力輸出的車輛而言，其還包括與多個電機和/或發動機連接的多個離合器。為此，此類車輛需要集成度更高、更能夠節約車輛傳動系統空間的離合器。而現有技術的膜片彈簧離合器通常包括第一壓盤、從動盤、第二壓盤、膜片彈簧、 支撐環以及離合器總成蓋，其中從動盤、第二壓盤、膜片彈簧以及支撐環安裝到離合器總成蓋上，離合器總成蓋與第一壓盤接合。膜片彈簧離合器的工作狀態(接合/分離)由驅動力控制，即驅動力通過使得膜片彈簧變形，從而使得第一壓盤與從動盤接合或分離，進而實現電機和/或發動機的動力到傳動系的接通和/或切斷。而現有技術的這種膜片彈簧離合器包括將第一壓盤、從動盤等部件安裝到其上的離合器蓋總成，而這種離合器蓋總成無疑會佔用包括多個電機和/或發動機組合動力輸出的車輛的傳動系統的空間，不能滿足這種車輛對集成度高和節約空間的要求。

發明內容本發明的目的是提供一種省去了離合器蓋總成的常開離合器。本發明的目的通過以下技術方案得以實現。具體而言，本發明的一個技術方案提供了一種集成於電機轉子支架內的常開離合器，包括依次相鄰設置的第一壓盤、從動盤、第二壓盤以及膜片彈簧，其中第一壓盤、第二壓盤以及膜片彈簧裝配到電機轉子支架上，從動盤裝配到傳動系統主軸上並且位於第一壓盤和第二壓盤之間，在常態下膜片彈簧不向第一壓盤和第二壓盤施加壓緊力，從而使得第一壓盤和第二壓盤不壓緊從動盤；而膜片彈簧在受到驅動力作用時，向第一壓盤和第二壓盤施加壓緊力，從而使得第一壓盤和第二壓盤壓緊從動盤。根據本發明的上述技術方案，其中膜片彈簧和第二壓盤以花鍵方式連接到電機轉子支架上，並且膜片彈簧通過設置其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架上，通過設置在其相對側的另一支承環與第二壓盤鄰接。根據本發明的上述技術方案，其中第一壓盤以花鍵方式連接到電機轉子支架上， 此時需要將對第一壓盤起止擋作用的卡環安裝到電機轉子支架的卡槽中。
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根據本發明的上述技術方案，其中第一壓盤通過防松螺釘可拆卸地安裝到電機轉子支架上，此時螺釘對第一壓盤起止擋作用。根據本發明的上述技術方案，其中電機轉子支架具有電機轉子支架本體和從電機轉子支架本體向內延伸的電機轉子支架支撐部，電機轉子支架本體和電機轉子支架支撐部形成用於容納離合器的空間，電機轉子支架本體具有開口端和與開口端相對設置的臺肩， 卡槽設置在開口端附近，膜片彈簧通過設置其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架本體的臺肩上。根據本發明的上述技術方案，其中電機轉子支架具有電機轉子支架本體和從電機轉子支架本體向內延伸的電機轉子支架支撐部，電機轉子支架本體和電機轉子支架支撐部形成用於容納離合器的空間，電機轉子支架本體具有開口端和與開口端相對設置的臺肩， 第一壓盤通過防松螺釘可拆卸地安裝到電機轉子支架本體的開口端上，膜片彈簧通過設置其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架本體的臺肩上。根據本發明的上述技術方案，其中從動盤與第二壓盤之間設置有分離彈簧，膜片彈簧的兩側分別設置有第一支撐環和第二支撐環，從動盤的一側與第一壓盤接合，從動盤的另一側與第二壓盤接合。根據本發明的上述技術方案，其中分離彈簧為波形彈簧。根據本發明的上述技術方案，其中電機轉子支架與電機轉子固定在一起並圍繞電機支撐軸承轉動，包括電機轉子的電機為集成啟動發電機antegrated Start Generator, 簡稱ISG電機)或者驅動電機，而驅動電機可以為牽引電機(Traction Motor，簡稱TM電機)。根據本發明的上述技術方案，其中卡環為選裝卡環。根據本發明的上述技術方案，其中膜片彈簧的數量為兩個，各膜片彈簧具有耐磨層。根據本發明的另一技術方案，提供了一種包括如上所述的離合器的車輛，其中離合器連接於車輛傳動系統的傳動系統主軸，用於切斷和接通發動機和/或電機到傳動系統的動力。本發明的離合器的益處在於，由於離合器止擋件以及離合器的第一壓盤、第二壓盤和膜片彈簧均裝配到電機轉子支架上，省去了離合器蓋總成，提高了集成度，節省了空間。本發明的離合器的益處還在於，由於膜片彈簧上設置有耐磨層，提高了膜片彈簧的壽命。本發明的離合器的益處還在於，由於該離合器採用了選裝卡環，而選裝卡環能夠對離合器進行調整，從而使得離合器的狀態能夠被調整到傳動系統需要的狀態。本發明的離合器的益處還在於，由於膜片彈簧可拆卸地安裝到電機轉子支架上， 方便膜片彈簧更換和維修，並降低了離合器維修成本。

參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是這些附圖僅僅用於說明的目的，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中
圖1是根據本發明的一個實施方式的常開離合器與電機轉子支架的裝配結構示意圖，其中常開離合器在常態下，此時常開離合器保持為分離。圖2示出了圖1中的常開離合器受到驅動力後的另一狀態，此時常開離合器處於接合狀態。部件及標號列表
5傳動系統主軸10電機轉子12電機轉子支架14電機支撐軸承20電機轉子支架本體23電機轉子支架支撐部32第一壓盤34從動盤35分離彈簧36第二壓盤37減震彈簧38第一支撐環40螺釘42膜片彈簧44第二支撐環
具體實施方式圖1-2和以下說明描述了本發明的特定實施例以教導本領域技術人員如何製造和使用本發明的最佳模式。為了教導發明原理，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施例的變型落在本發明的範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式接合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述特定實施例，而僅由權利要求和它們的等同物限定。在本發明中「右側」指圖2中箭頭所指的方向、「左側」是指與「右側」相反的方向； 「內側」是指電機轉子支架朝向傳動系統的主軸的方向，而「外側」是指與「內側」相反的方向。上述用語僅是為了描述方便，而並非表示對本發明的限制。圖1是根據本發明的一個實施方式的常開離合器與電機轉子支架的裝配結構示意圖。如圖1所示的常開離合器在常態下，此時常開離合器保持為分離。如圖1所示，該常開離合器裝配到電機轉子支架12內。該常開離合器包括依次設置的第一壓盤32、從動盤 34、分離彈簧35、第二壓盤36、第一支撐環38、膜片彈簧42以及第二支撐環44，其中從動盤 34在其右側與第一壓盤32接合，在其左側與第二壓盤36接合，通過內花鍵連接到傳動系統的傳動系統主軸5的外花鍵上。第二壓盤36包括環狀基體和從環狀基體向左側延伸的凸緣，第二壓盤36的凸緣與膜片彈簧42接合。膜片彈簧42設置有耐磨層，以便提高膜片彈簧的壽命。膜片彈簧42包括蝶簧、多個徑向切口以及在相鄰的切口之間形成的多個彈性指狀部，其中在切口靠近蝶簧的根部具有圓形孔。該常開離合器包括的上述部件(例如第一壓盤32、從動盤34、第二壓盤36、支撐環等)能夠採用本領域人員已知的方式實現，因此在本文中不再累述各個部件的構造。如圖1所示的常開離合器還可具有其他變體，常開離合器的這些實施方式均落在本發明的保護範圍內。電機轉子支架12與電機轉子10整體形成，電機支撐軸承14用於支撐電機轉子支架12，電機支撐軸承14固定在使用該離合器的系統的支座上，其中固定在一起的電機轉子支架12與電機轉子10圍繞電機支撐軸承14轉動。電機轉子支架12包括與電機轉子10 鄰接的電機轉子支架本體20和與電機支撐軸承14鄰接的電機轉子支架支撐部23，電機轉子支架支撐部23從電機轉子支架本體20向內延伸並且其內側與電機支撐軸承14鄰接，電機轉子支架本體20和電機轉子支架支撐部23形成用於容納離合器部件的空間，所述離合器部件包括從動盤34、第二壓盤36等。容納離合器部件的空間具有開口端並帶有與開口端相對設置的臺肩，臺肩的外側對電機轉子10起到止擋作用，臺肩的內側對第二支撐環44起到止擋作用，從而限制膜片彈簧42沿軸向的運動。離合器電機轉子支架12、與電機轉子支架12整體形成的電機轉子10以及用於支撐電機轉子支架12的電機支撐軸承14能夠採用本領域人員已知的方式實現，這裡不再累述。在本發明的一個具體實施例中，電機轉子支架本體20呈柱狀，具有開口端和與開口端相對設置的臺肩，電機轉子支架本體20的內壁上設置有花鍵。第一壓盤32通過防松螺釘固定到電機轉子支架本體20的開口端上；第二壓盤36和膜片彈簧42通過各自外周上的花鍵與電機轉子支架本體20的內壁上的花鍵匹配，並且膜片彈簧42通過設置在其左側的第二支撐環44抵靠在電機轉子支架本體20的臺肩上，通過設置在其右側的第一支撐環 38與第二壓盤36鄰接。在本實施例中，用於對第一壓盤32進行固定的螺釘對所述離合器起到了止擋作用。優選地，在本實施例中，設置在從動盤34和第二壓盤36之間的分離彈簧 35是波形彈簧，用於使得離合器處於分離狀態時，將從動盤34和第二壓盤36分開。電機採用TM電機、ISG電機或者它們的任意組合等。常開離合器的這些實施方式均落在本發明的保護範圍內。常開離合器的上述實施例具有多個變體。其中一個變體是電機轉子支架本體20 呈柱狀，具有開口端、與開口端相對設置的臺肩，電機轉子支架本體20的內壁上設置有花鍵和卡槽，其中卡槽設置在開口端附近。第一壓盤32、第二壓盤36和膜片彈簧42通過各自外周上的花鍵與電機轉子支架本體20的內壁上的花鍵匹配，並且膜片彈簧42通過設置在其左側的第二支撐環44抵靠在電機轉子支架本體20的臺肩上，通過設置在其右側的第一支撐環38與第二壓盤36鄰接。對於該變體需要將對第一壓盤32起止擋作用的卡環裝配到電機轉子支架本體20的卡槽中，從而實現對所述常開離合器的止擋作用。在本實施例中，優選地，對第一壓盤32起止擋作用的卡環為選裝卡環，選裝卡環能夠對離合器進行調整，從而使得離合器的狀態能夠被調整到傳動系統需要的狀態。優選地，設置在從動盤34 和第二壓盤36之間的分離彈簧35是波形彈簧，用於使得離合器處於分離狀態時，將從動盤 34和第二壓盤36分開。而電機採用TM電機、ISG電機或者它們的任意組合等。常開離合器的這些實施方式均落在本發明的保護範圍內。上述離合器在不向其施加驅動力時保持為常開，而在向其施加驅動力時接合，驅動力在圖2中由帶箭頭線段表示的力F示意性示出。圖2是圖1中的常開離合器在受到驅動力的作用時的狀態。驅動力由分離裝置提供，分離裝置包括分離軸承和壓力環(在圖中未示出)，分離裝置的驅動力由液壓裝置提供。驅動力也可以採用本領域技術人員已知的其他分離裝置和與其相對應的驅動裝置提供，而這也將落在本發明的保護範圍內。上述常開離合器還可具有其他變體，例如一個變體可包括相鄰設置的多於一個的膜片彈簧，各個膜片彈簧具有耐磨層，膜片彈簧的耐磨層能夠通過現有技術已知的表面處理等工藝獲得。優選地，常開離合器包括兩個膜片彈簧，這兩個膜片彈簧的結構相同，每個膜片彈簧各具有相互對應的蝶簧、多個徑向切口以及在相鄰的切口之間形成的對應的多個彈性指狀部，多個彈性指狀部的根部各具有孔。另外，兩個相鄰設置的膜片彈簧的彈性指狀部的結構不相同，即兩個膜片彈簧中靠近驅動力的膜片彈簧的指狀部的尺寸大於另一膜片彈簧的指狀部的尺寸。需要說明的是多個膜片彈簧的結構也可以不相同。在這些變體中，多個膜片彈簧通過各自外周上的花鍵與電機轉子支架本體20的內壁上的花鍵匹配，多個膜片彈簧通過設置在它們左側的第二支撐環44抵靠在電機轉子支架12的臺肩上，通過設置在它們右側的第一支撐環38與第二壓盤36鄰接。常開離合器的這些變體也將落在本發明的保護範圍內。本發明的離合器的益處在於，由於離合器止擋件以及離合器的第一壓盤、第二壓盤和膜片彈簧均裝配到電機轉子支架上，省去了離合器蓋總成，提高了集成度，節省了空間。本發明的離合器的益處還在於，由於膜片彈簧上設置有耐磨層，提高了膜片彈簧的壽命。本發明的離合器的益處還在於，由於該離合器採用了選裝卡環，而選裝卡環能夠對離合器進行調整，從而使得離合器的狀態能夠被調整到傳動系統需要的狀態。本發明的離合器的益處還在於，由於膜片彈簧可拆卸地安裝到電機轉子支架上， 方便膜片彈簧更換和維修，並降低了離合器維修成本。
權利要求
1.一種集成於電機轉子支架內的常開離合器，包括依次相鄰設置的第一壓盤、從動盤、 第二壓盤以及膜片彈簧，其特徵在於，第一壓盤、第二壓盤以及膜片彈簧裝配到電機轉子支架上，從動盤裝配到傳動系統主軸上並且位於第一壓盤和第二壓盤之間，在常態下膜片彈簧不向第一壓盤和第二壓盤施加壓緊力，從而使得第一壓盤和第二壓盤不壓緊從動盤；而膜片彈簧在受到驅動力作用時，向第一壓盤和第二壓盤施加壓緊力，從而使得第一壓盤和第二壓盤壓緊從動盤。
2.如權利要求1所述的離合器，其特徵在於，膜片彈簧和第二壓盤以花鍵方式連接到電機轉子支架上，並且膜片彈簧通過設置其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架上，通過設置在其相對側的另一支承環與第二壓盤鄰接。
3.如權利要求2所述的離合器，其特徵在於，第一壓盤以花鍵方式連接到電機轉子支架上，此時需要將對第一壓盤起止擋作用的卡環安裝到電機轉子支架的卡槽中。
4.如權利要求2所述的離合器，其特徵在於，第一壓盤通過防松螺釘可拆卸地安裝到電機轉子支架上，此時螺釘對第一壓盤起止擋作用。
5.如權利要求3所述的離合器，其特徵在於，電機轉子支架具有電機轉子支架本體和從電機轉子支架本體向內延伸的電機轉子支架支撐部，電機轉子支架本體和電機轉子支架支撐部形成用於容納離合器的空間，電機轉子支架本體具有開口端和與開口端相對設置的臺肩，卡槽設置在開口端附近，膜片彈簧通過設置其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架本體的臺肩上。
6.如權利要求4所述的離合器，其特徵在於，電機轉子支架具有電機轉子支架本體和從電機轉子支架本體向內延伸的電機轉子支架支撐部，電機轉子支架本體和電機轉子支架支撐部形成用於容納離合器的空間，電機轉子支架本體具有開口端和與開口端相對設置的臺肩，第一壓盤通過防松螺釘可拆卸地安裝到電機轉子支架本體的開口端上，膜片彈簧通過設置在其一側的支撐環抵靠到電機轉子支架本體的臺肩上。
7.如權利要求1所述的離合器，其特徵在於，從動盤與第二壓盤之間設置有分離彈簧， 膜片彈簧的兩側分別設置有第一支撐環和第二支撐環，從動盤的一側與第一壓盤接合，從動盤的另一側與第二壓盤接合。
8.如權利要求7所述的離合器，其特徵在於，分離彈簧為波形彈簧。
9.如權利要求1所述的離合器，其特徵在於，電機轉子支架與電機轉子固定在一起並圍繞電機支撐軸承轉動，其中包括電機轉子的電機為集成啟動發電機或者驅動電機。
10.如權利要求3所述的離合器，其特徵在於，所述卡環為選裝卡環。
11.如前述權利要求任一項所述的離合器，其特徵在於，膜片彈簧的數量為兩個，各膜片彈簧具有耐磨層。
12.一種包括如前述權利要求任一項所述的離合器的車輛，其特徵在於，所述的離合器連接於所述車輛傳動系統的傳動系統主軸，用於切斷和接通發動機和/或電機到傳動系統的動力。
全文摘要
本發明提供了一種集成於電機轉子支架內的常開離合器，包括依次相鄰設置的第一壓盤、從動盤、第二壓盤以及膜片彈簧，其中第一壓盤、第二壓盤以及膜片彈簧裝配到電機轉子支架上，從動盤裝配到傳動系統主軸上並且位於第一壓盤和第二壓盤之間，在常態下膜片彈簧不向第一壓盤和第二壓盤施加壓緊力，第一壓盤和第二壓盤不壓緊從動盤，而膜片彈簧在受到驅動力作用時，使得第一壓盤和第二壓盤壓緊從動盤。由於該常開離合器的第一壓盤、第二壓盤和膜片彈簧均安裝到電機轉子支架上，從而解決了現有技術的離合器集成度低和佔用空間多的缺點。
文檔編號H02K7/108GK102340211SQ201010232408
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者姜德豔, 朱軍, 王健, 羅思東, 葛海龍, 袁敏剛, 陳揚瓏 申請人:上海捷能汽車技術有限公司