動力耦合裝置及電機的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動力耦合裝置，包括齒輪外圈及伸出其兩側(cè)的輸入軸和輸出軸，輸入軸通過行星齒輪機構(gòu)與齒輪外圈連接，輸出軸固連于行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上；還包括套設(shè)于輸出軸上、并與齒輪外圈連接的傳動部，在傳動部上設(shè)有具有聯(lián)動部的電磁控制機構(gòu)，于外部控制信號下，電磁控制機構(gòu)動作而使聯(lián)動部與行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架相連，以使齒輪外圈與輸出軸間傳動連接；在齒輪外圈的外周壁上還設(shè)有永磁磁鋼。本發(fā)明還涉及一種設(shè)有該動力耦合裝置的電機。本動力耦合裝置在控制信號的控制下，可改變動力分配，實現(xiàn)變速功能；且因配置的永磁磁鋼可構(gòu)成電機中的轉(zhuǎn)子，可使其集變速器、耦合器、電機轉(zhuǎn)子于一體，可減小占用空間，集成度高。
【專利說明】
動力耦合裝置及電機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及混合動力車發(fā)動機與電動機動力耦合的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種動力耦合裝置。本發(fā)明還涉及一種設(shè)有該動力耦合裝置的電機。
【背景技術(shù)】
[0002]日本豐田汽車公司于1997年底推出的普銳斯混合動力汽車，是全世界最早批量化生產(chǎn)的混合動力汽車。普銳斯混合動力汽車動力系統(tǒng)主要由發(fā)動機、發(fā)電機、電動機以及行星齒輪機構(gòu)組成，并以行星齒輪機構(gòu)作為動力分配裝置，以使汽車既可以由電動機獨立提供動力，也可以由發(fā)動機獨立提供動力，又可以使兩者同時提供動力。普銳斯混合動力汽車利用行星齒輪動力耦合裝置，發(fā)動機與行星架相連，發(fā)電機與太陽輪相連，而電動機與齒圈相連，通過轉(zhuǎn)速耦合的方式，對整車輸出轉(zhuǎn)矩，并將發(fā)動機與電動機結(jié)合在一起，且主要由發(fā)動機向整車提供動力，并使發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，以推動電動機在需要時為整車提供輔助動力。但是，該行星齒輪動力耦合裝置所采用的電動機為獨立電動機，且與傳動軸呈T字型分布，使得整體占用較大的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種動力耦合裝置，以減小占用空間，提高動力分配效果，并具有較好的使用性能。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]一種動力耦合裝置，包括齒輪外圈，及由所述齒輪外圈的兩相對側(cè)外伸布置的輸入軸和輸出軸，所述輸入軸通過行星齒輪機構(gòu)與所述齒輪外圈傳動連接，所述輸出軸固連于所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上;還包括套設(shè)于所述輸出軸上、并與所述齒輪外圈傳動連接的傳動部，在所述傳動部上設(shè)有具有聯(lián)動部的電磁控制機構(gòu)，于外部控制信號下，所述電磁控制機構(gòu)動作而使所述聯(lián)動部與所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架相連，以使所述齒輪外圈與輸出軸間傳動連接;在所述齒輪外圈的外周壁上還設(shè)有永磁磁鋼。
[0006]進一步的，所述聯(lián)動部為滑動嵌裝于所述傳動部中的摩擦片，在所述電磁控制機構(gòu)動作時，所述摩擦片可抵接于所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上，而使所述傳動部與行星架間傳動連接。
[0007]進一步的，所述電磁控制機構(gòu)中的電磁線圈嵌設(shè)于所述傳動部中，且所述電磁線圈轉(zhuǎn)動設(shè)于所述傳動部上。
[0008]進一步的，所述傳動部與齒輪外圈經(jīng)由分別形成于兩者上的傳動齒嚙合相連。
[0009]進一步的，所述行星齒輪機構(gòu)包括套裝于所述輸入軸上的太陽輪，所述太陽輪與輸入軸間傳動連接，還包括轉(zhuǎn)動設(shè)于所述行星架上、并傳動連接于所述太陽輪與齒輪外圈之間的多個行星輪。
[0010]進一步的，相對于與所述輸出軸固連的行星架，所述行星齒輪機構(gòu)的另一側(cè)的行星架轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述輸入軸上。
[0011]進一步的，所述行星輪經(jīng)由設(shè)于兩側(cè)行星架之間的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述行星架上，且所述行星輪轉(zhuǎn)動設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上。
[0012]進一步的，所述永磁磁鋼為均設(shè)于所述齒輪外圈外周壁上的多個。
[0013]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
[0014](I)本發(fā)明所述的動力耦合裝置，在外部控制信號的控制下，可改變該動力耦合裝置的動力分配，并實現(xiàn)變速功能;且因配置的永磁磁鋼可構(gòu)成電機中的轉(zhuǎn)子，從而可使其集變速器、耦合器、電動機于一體，可減小占用空間，集成度高，而具有較好的使用效果。
[0015](2)通過設(shè)置摩擦片與行星架抵接，實現(xiàn)傳動部與行星架的傳動連接，可由于摩擦片與行星架之間的摩擦力而提高傳動部與行星架的連接穩(wěn)定性。
[0016](3)電磁線圈轉(zhuǎn)動設(shè)于傳動部上，可減小電磁線圈因通電而主動轉(zhuǎn)動的阻力，從而使電磁線圈通電后產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。
[0017](4)傳動部與齒輪外圈通過傳動齒嚙合相連，可提高兩者之間的連接穩(wěn)定性和同步轉(zhuǎn)動的效果。
[0018](5)于齒輪外圈上設(shè)置的永磁磁鋼，可提高本動力耦合裝置與電機集成后電機輸出動力的效果。
[0019]本發(fā)明的另一目的在于提出一種電機，包括外殼，在所述外殼上安裝有定子線圈，還包括轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述外殼中的如上所述的動力耦合裝置。
[0020]本電機和動力耦合裝置相對于現(xiàn)有技術(shù)具有的有益效果相同，在此不再贅述。
【附圖說明】
[0021]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本發(fā)明實施一例所述的動力耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例一所述的徑向外圈的主視圖；
[0024]圖3為本發(fā)明實施例一所述的徑向外圈的側(cè)向剖視圖；
[0025]附圖標記說明:
[0026]1-齒輪外圈，2-第一行星架，3-第一軸承，4-輸入軸，5-平鍵，6_轉(zhuǎn)軸，7_彈性擋環(huán)，8-第二軸承，9-行星輪，10-永磁磁鋼，11-徑向外圈，111-容置槽，112-容納部，113-花鍵，12-線圈繞環(huán)，13-摩擦片，14-第三軸承，15-輸出軸，16-太陽輪，17-第二行星架。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0029]實施例一
[0030]本發(fā)明涉及一種動力耦合裝置，其包括齒輪外圈及由齒輪外圈的兩相對側(cè)外伸布置的輸入軸和輸出軸，且輸入軸通過行星齒輪機構(gòu)與齒輪外圈傳動連接，而輸出軸固連于行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上。本動力耦合裝置還包括套設(shè)于輸出軸上、并與齒輪外圈傳動連接的傳動部，在傳動部上設(shè)有具有聯(lián)動部的電磁控制機構(gòu)，于外部控制信號下，電磁控制機構(gòu)動作而使聯(lián)動部與行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架相連，以使齒輪外圈與輸出軸間傳動連接;在齒輪外圈的外周壁上還設(shè)有永磁磁鋼。本動力耦合裝置因配置的永磁磁鋼，可使其構(gòu)成電機中的轉(zhuǎn)子，并在外部控制信號的控制下，通過齒輪外圈與輸出軸的傳動連接，可使發(fā)動機與電機同時經(jīng)由輸出軸輸出動力，而改變該動力耦合裝置的動力分配，并實現(xiàn)變速功能，且由于行星齒輪機構(gòu)的特性，輸入軸與輸出軸等同于剛性傳動，可具有較好的動力傳遞效果;從而可使本動力耦合裝置集變速器、耦合器、電機于一體，可減小占用空間，集合程度高。
[0031]具體結(jié)構(gòu)上，由圖1所示，行星齒輪機構(gòu)包括套裝于輸入軸4上的太陽輪16，太陽輪16與輸入軸4傳動連接，還包括轉(zhuǎn)動設(shè)于行星架上、并傳動連接于太陽輪16與齒輪外圈I之間的多個行星輪9，且行星架轉(zhuǎn)動設(shè)于輸入軸4上。為了提高行星齒輪機構(gòu)的傳動效果，于太陽輪16與齒輪外圈I之間可均設(shè)有三個行星輪9，當然也可設(shè)有兩個、四個等。本實施例中行星齒輪機構(gòu)中的行星架包括于行星輪9一側(cè)轉(zhuǎn)動設(shè)于輸入軸4上的第一行星架2，以及相對于支撐座2設(shè)于行星輪另一側(cè)的第二行星架17，前述的因電磁控制機構(gòu)動作而使聯(lián)動部所連接的行星架即第二行星架17。在第一行星架2與第二行星架17之間設(shè)置有多個轉(zhuǎn)軸6，行星輪即轉(zhuǎn)動設(shè)于轉(zhuǎn)軸6上，為了提高行星輪的轉(zhuǎn)動效果，于行星輪9和轉(zhuǎn)軸6之間設(shè)有相對布置于轉(zhuǎn)軸6上的兩個第二軸承8，于轉(zhuǎn)軸6上還設(shè)有限制第二軸承8軸向移動的彈性擋環(huán)7。
[0032]進一步的，為了提高輸入軸4與太陽輪16的連接效果，太陽輪16與輸入軸4采用平鍵5聯(lián)接，且輸入軸4與輸出軸15同軸布置，輸入軸4的一端延伸至齒輪外圈I的外部;太陽輪16經(jīng)由輸入軸4上延伸至齒輪外圈I外部的一端與發(fā)動機等其他動力裝置的動力輸出端傳動連接，并經(jīng)由行星架使動力從輸出軸15上輸出。此外，為了提高行星輪的轉(zhuǎn)動效果，于第一行星架2與輸入軸4之間設(shè)有支撐第一行星架2轉(zhuǎn)動的第一軸承3，于轉(zhuǎn)軸6和行星輪9之間設(shè)于相對布置并套裝于轉(zhuǎn)軸6上的兩個第二軸承8。
[0033]本實施例的電磁控制機構(gòu)中的電磁線圈嵌設(shè)于傳動部中，且電磁線圈轉(zhuǎn)動設(shè)于傳動部上，且其切向固連于外殼體上，以減小電磁線圈因通電而主動轉(zhuǎn)動的阻力，從而使電磁線圈通電后產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。另外，傳動部與齒輪外圈I經(jīng)由分別形成于兩者上的傳動齒嚙合相連。具體結(jié)構(gòu)上，由圖2結(jié)合圖3所示，傳動部為轉(zhuǎn)動套裝于輸出軸15上的徑向外圈11，于徑向外圈11的一側(cè)形成有內(nèi)凹的用于容納電磁線圈的容納部112，且電磁線圈經(jīng)由設(shè)于容納部112中的線圈繞環(huán)12支撐，且線圈繞環(huán)12經(jīng)由設(shè)于容納部112中的第三軸承14轉(zhuǎn)動支撐;相對于容納部112，于徑向外圈11的另一側(cè)形成有用于容置摩擦片13的容置槽111，且容置槽111的深度略小于摩擦片13的厚度，以使摩擦片13略突出徑向外圈11的端面，而提高徑向外圈11與行星架的傳動連接效果。另外，為了提高徑向外圈11與齒輪外圈I的連接效果，傳動齒為形成于齒輪外圈I內(nèi)端面上的花鍵113，對應(yīng)于花鍵113于徑向外圈11上形成有與花鍵113配合的花鍵槽。此外，為了提高輸出軸15輸出動力的效果，徑向外圈11的中部形成有連通的通孔，通孔與輸出軸15之間有一定間隙。為了便于配置永磁磁鋼10，本實施例中的齒輪外圈I于其一端形成有沿其徑向延伸的凸臺。
[0034]本動力耦合裝置在使用時，使輸入軸4與發(fā)動機的動力輸出端傳動連接，并將其作為轉(zhuǎn)子配置于電機上，只采用發(fā)動機和電機兩種動力源，即可具有三種動力分配狀態(tài)。具體地，可只由電機提供動力，以實現(xiàn)一種傳動比。當電磁控制機構(gòu)承接外部控制信號時，可使電磁線圈產(chǎn)生磁場，使摩擦片13隨動于徑向外圈11沿齒輪外圈I的軸向移動，而使摩擦片13與第二行星架17吸合鎖死，此時，只由發(fā)動機提供動力，以實現(xiàn)較高速度下固定的傳動比，且由于行星齒輪機構(gòu)的特性，輸入軸4與輸出軸15等同于剛性傳動，可具有較好的動力傳遞效果。為了使電磁控制機構(gòu)部不承接外部信號時，便于徑向外圈的復(fù)位，于徑向外圈11和齒輪外圈I之間夾設(shè)有套裝于徑向外圈11上的復(fù)位彈簧，以在復(fù)位彈簧的作用下，使徑向外圈11反向運動而使摩擦片13與行星架分離，從而可使發(fā)動機和電機同時向輸出軸15輸出動力。此外，為了便于配置復(fù)位彈簧，于徑向外圈11上設(shè)有容納部112的一端形成有外徑與齒輪外圈I的外徑相當?shù)膿跫?，?fù)位彈簧即夾設(shè)于擋肩和齒輪外圈I之間。
[0035]實施例二
[0036]本實施例涉及一種電機，包括外殼，外殼上安裝有定子線圈，還包括轉(zhuǎn)動設(shè)置于外殼中如實施例一所述的動力親合裝置，此電機可集變速器、親合器和離合器于一體，具有集成度高、動力強勁的優(yōu)點。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力耦合裝置，其特征在于:包括齒輪外圈，及由所述齒輪外圈的兩相對側(cè)外伸布置的輸入軸和輸出軸，所述輸入軸通過行星齒輪機構(gòu)與所述齒輪外圈傳動連接，所述輸出軸固連于所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上;還包括套設(shè)于所述輸出軸上、并與所述齒輪外圈傳動連接的傳動部，在所述傳動部上設(shè)有具有聯(lián)動部的電磁控制機構(gòu)，于外部控制信號下，所述電磁控制機構(gòu)動作而使所述聯(lián)動部與所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架相連，以使所述齒輪外圈與輸出軸間傳動連接;在所述齒輪外圈的外周壁上還設(shè)有永磁磁鋼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述聯(lián)動部為滑動嵌裝于所述傳動部中的摩擦片，在所述電磁控制機構(gòu)動作時，所述摩擦片可抵接于所述行星齒輪機構(gòu)一側(cè)的行星架上，而使所述傳動部與行星架間傳動連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述電磁控制機構(gòu)中的電磁線圈嵌設(shè)于所述傳動部中，且所述電磁線圈轉(zhuǎn)動設(shè)于所述傳動部上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述傳動部與齒輪外圈經(jīng)由分別形成于兩者上的傳動齒嚙合相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述行星齒輪機構(gòu)包括套裝于所述輸入軸上的太陽輪，所述太陽輪與輸入軸間傳動連接，還包括轉(zhuǎn)動設(shè)于所述行星架上、并傳動連接于所述太陽輪與齒輪外圈之間的多個行星輪。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力耦合裝置，其特征在于:相對于與所述輸出軸固連的行星架，所述行星齒輪機構(gòu)的另一側(cè)的行星架轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述輸入軸上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述行星輪經(jīng)由設(shè)于兩側(cè)行星架之間的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述行星架上，且所述行星輪轉(zhuǎn)動設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力耦合裝置，其特征在于:所述永磁磁鋼為均設(shè)于所述齒輪外圈外周壁上的多個。9.一種電機，包括外殼，在所述外殼上安裝有定子線圈，其特征在于:還包括轉(zhuǎn)動設(shè)置于所述外殼中的如權(quán)利要求1至8中任一項所述的動力耦合裝置。
【文檔編號】B60K6/387GK105936210SQ201610340018
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】馮國勝, 支亞輝, 胡志慶, 賈素梅
【申請人】石家莊鐵道大學(xué)