相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年1月19日提交的第62/280,297號美國臨時申請的權(quán)益，該美國臨時申請公開的全部內(nèi)容通過引用被包含于此。

本公開涉及單向離合器，特別是用于機動車輛變速器的單向離合器。

背景技術(shù)：

單向離合器通常包括結(jié)合到第一可旋轉(zhuǎn)部件的內(nèi)座圈和結(jié)合到第二可旋轉(zhuǎn)部件的外座圈。單向離合器在第一可旋轉(zhuǎn)部件和第二可旋轉(zhuǎn)部件沿一個方向相對旋轉(zhuǎn)時接合以在內(nèi)座圈和外座圈之間傳遞扭矩，并在第一可旋轉(zhuǎn)部件和第二可旋轉(zhuǎn)部件沿另一個方向相對旋轉(zhuǎn)時分離以自由旋轉(zhuǎn)。一些單向離合器布置可被控制為以多種模式操作。例如，內(nèi)座圈和外座圈可以被選擇性地保持處于分離狀態(tài)以沿兩個相對旋轉(zhuǎn)方向自由旋轉(zhuǎn)，和/或可以被選擇性地保持處于接合狀態(tài)以沿兩個相對旋轉(zhuǎn)方向傳遞扭矩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的一種可控的單向離合器包括第一座圈和第二座圈。第一座圈具有設(shè)置有齒的周邊(periphery)。第二座圈具有搖臂(rocker)，搖臂具有相關(guān)聯(lián)的螺線管。搖臂能夠在第一位置和第二位置之間樞轉(zhuǎn)。在第一位置處，搖臂與所述齒接合。在第二位置處，搖臂與所述齒分離。螺線管具有銜鐵，銜鐵被布置為使搖臂從第一位置移動到第二位置或者從第二位置移動到第一位置。

根據(jù)第一實施例，第一座圈是內(nèi)座圈，第二座圈是與內(nèi)座圈同心地布置的外座圈。

根據(jù)第二實施例，搖臂具有中心部分，中心部分具有穿過所述中心部分的樞轉(zhuǎn)軸線。搖臂還具有從所述中心部分沿著第一方向突出的肘部以及從所述肘部沿著第二方向突出的臂部。所述第二方向不同于所述第一方向。所述銜鐵被布置為接觸所述臂部或所述肘部。

在第二實施例的一個變型中，彈性構(gòu)件被布置為向所述肘部施加偏置力，以使所述搖臂偏置至所述第二位置。在這樣的變型中，所述銜鐵被布置為向所述臂部選擇性地施加力，以使所述搖臂從所述第二位置移動到所述第一位置。

在第二實施例的另一個變型中，彈性構(gòu)件被布置為向所述臂部施加偏置力以使所述搖臂偏置至所述第一位置。在這樣的變型中，所述銜鐵被布置為向所述肘部選擇性地施加力，以使所述搖臂從所述第一位置移動到所述第二位置。

在第二實施例的又一個變型中，所述銜鐵機械地連接到所述臂部或所述肘部，以使所述搖臂從所述第一位置移動到所述第二位置，并使所述搖臂從所述第二位置移動到所述第一位置。

在第二實施例的又一個變型中，所述第二座圈包括設(shè)置有凹腔的周邊，所述搖臂被設(shè)置在所述凹腔內(nèi)并能夠在所述凹腔內(nèi)樞轉(zhuǎn)。在這樣的變型中，當在所述第一位置處時，所述臂部從所述凹腔突出，當在所述第二位置處時，所述臂部被保持在所述凹腔內(nèi)。所述第二座圈可包括表面和通向所述表面的槽，所述槽與所述凹腔連通。在這樣的變型中，所述螺線管被設(shè)置在所述槽內(nèi)。

根據(jù)本公開的一種可控的單向離合器組件包括第一環(huán)形圈和第二環(huán)形圈。所述第一環(huán)形圈具有中心旋轉(zhuǎn)軸線、第一周邊以及圍繞所述第一周邊布置的至少一個齒。所述第二環(huán)形圈與所述第一環(huán)形圈同心地布置。所述第二環(huán)形圈具有第二周邊和凹入于所述第二周邊內(nèi)的凹腔。所述可控的單向離合器組件還包括布置在所述凹腔內(nèi)的可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件。所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件具有穿過所述凹腔的樞轉(zhuǎn)軸線，所述樞轉(zhuǎn)軸線大體上平行于所述中心旋轉(zhuǎn)軸線。所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件能夠圍繞所述樞轉(zhuǎn)軸線在接合位置和分離位置之間樞轉(zhuǎn)。在所述接合位置處，所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件與所述齒接合，在所述分離位置處，所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件與所述齒分離。所述可控的單向離合器組件還包括具有可移動構(gòu)件的機電致動器。所述可移動構(gòu)件被布置為向所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件施加力，并使所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件從所述接合位置移動到所述分離位置或者從所述分離位置移動到所述接合位置。

根據(jù)第一實施例，所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件包括從所述樞轉(zhuǎn)軸線沿著第一方向延伸的第一部分和從所述第一部分沿著第二方向延伸的第二部分。在這樣的實施例中，所述可移動構(gòu)件被構(gòu)造為向所述第一部分和所述第二部分中的一個施加力。

根據(jù)第一實施例的變型，所述可控的單向離合器組件還包括彈性構(gòu)件，所述彈性構(gòu)件被布置為向所述第一部分和所述第二部分中的另一個施加偏置力。

根據(jù)第一實施例的另一變型，所述可移動構(gòu)件機械地結(jié)合到所述第一部分和所述第二部分中的一個。在這樣的變型中，所述可移動構(gòu)件被構(gòu)造為使所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件從所述接合位置移動到所述分離位置，并使所述可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件從所述分離位置移動到所述接合位置。

根據(jù)第二實施例，所述第二環(huán)形圈具有大致正交于所述旋轉(zhuǎn)軸線延伸的表面。在這樣的實施例中，所述第二環(huán)形圈包括通向所述表面并與所述凹腔連通的通道。所述機電致動器被設(shè)置在所述通道中。

根據(jù)第三實施例，所述機電致動器包括螺線管，所述可移動構(gòu)件包括所述螺線管的銜鐵。

根據(jù)本公開的實施例提供多個優(yōu)點。例如，根據(jù)本公開的單向離合器利用易于獲得的部件，并且可使用比已知的離合器更少的機械加工或成形步驟來制造。因此，相比于已知的離合器，根據(jù)本公開的單向離合器可以被更簡單且更廉價地制造。另外，相比于已知的單向離合器，根據(jù)本公開的實施例可以更節(jié)能。

當下文詳細描述的優(yōu)選實施例結(jié)合附圖時，本公開的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點及特征將顯而易見。

附圖說明

圖1是單向離合器的示圖；

圖2是具有單作用螺線管和復(fù)位彈簧的單向離合器的詳細視圖；和

圖3是具有雙作用螺線管的單向離合器的詳細視圖。

具體實施方式

根據(jù)需要，在此公開本發(fā)明的詳細實施例；然而，應(yīng)理解，公開的實施例僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以各種和替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。

在下面的對附圖的討論中，使用了極坐標系。軸向方向沿著離合器的旋轉(zhuǎn)軸線延伸。徑向方向正交于軸向方向從離合器的旋轉(zhuǎn)軸線朝向離合器的周邊延伸。周向方向在離合器的總平面內(nèi)正交于徑向方向。

現(xiàn)參照圖1和圖2，示出了根據(jù)本公開的單向離合器10。單向離合器10包括外座圈或搖臂盤(rockerplate)12。搖臂盤12大體上呈環(huán)形圈狀。搖臂盤可保持不旋轉(zhuǎn)，例如通過緊固件固定到固定的構(gòu)件或殼體。搖臂盤包括凹腔14，每個凹腔14容納對應(yīng)的搖臂16。搖臂16是被保持在各自的凹腔14內(nèi)的可樞轉(zhuǎn)構(gòu)件。搖臂16被布置為在各自的凹腔14內(nèi)圍繞穿過中心部分17的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)。每個搖臂16包括與所述樞轉(zhuǎn)軸線間隔開的第一部分或肘部18以及從肘部延伸的第二部分或臂部19。

離合器10還包括具有凸輪盤20的內(nèi)座圈。凸輪盤20大體上呈環(huán)形圈狀。凸輪盤20被構(gòu)造為圍繞旋轉(zhuǎn)軸線z旋轉(zhuǎn)，例如，通過緊固件固定到可旋轉(zhuǎn)的軸。搖臂16的樞轉(zhuǎn)軸線大體上平行于旋轉(zhuǎn)軸線z。凸輪盤20具有限定齒22的多個凹部。當搖臂16相對于凹腔14樞轉(zhuǎn)時，臂部19從凹腔向內(nèi)突出并且可卡在齒上。在該實施例中，彈性構(gòu)件或彈簧24在肘部18上產(chǎn)生偏置力以將搖臂16保持在凹腔內(nèi)而不突出。在該位置處，搖臂臂部19和齒22之間不接合，因此在搖臂盤12和凸輪盤20之間不傳遞扭矩。圖1示出了處于這樣的分離位置的離合器10。

凸輪盤20包括具有銜鐵28的螺線管26。螺線管26可以是根據(jù)給定應(yīng)用的需求而選擇的任何傳統(tǒng)類型的螺線管。響應(yīng)于電流，螺線管26內(nèi)的線圈產(chǎn)生磁場。磁場驅(qū)動銜鐵28以在搖臂臂部19上產(chǎn)生力。響應(yīng)于該力，搖臂16抵抗彈簧24的力而從凹腔14徑向向外樞轉(zhuǎn)，使得搖臂臂部19突出超過搖臂盤12的徑向向內(nèi)的表面。搖臂臂部19可以與齒22接合并沿著一個旋轉(zhuǎn)方向在搖臂盤12和凸輪盤20之間傳遞扭矩。圖2示出了處于這樣的接合位置的離合器10。在該接合位置處，當沿著如圖2中所示的順時針方向?qū)⑴ぞ厥┘釉谕馆啽P20上時，搖臂16卡在齒22上并且凸輪盤20可旋轉(zhuǎn)。當沿著如圖2中所示的逆時針方向?qū)⑴ぞ厥┘釉谕馆啽P20上時，搖臂16阻止凸輪盤20旋轉(zhuǎn)。

響應(yīng)于電流的中斷，銜鐵28返回到初始位置。隨后，彈簧24的偏置力可使搖臂16圍繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)，以使搖臂臂部19返回到凹腔14并使離合器10返回到分離位置。

有利地，可通過鑄鋁或粉末冶金將搖臂盤12形成為單個的一體件?？梢栽诔跏贾圃鞎r將凹腔14形成到搖臂盤12中。由此，幾乎不需要額外的機加工。

根據(jù)一個實施例，螺線管26被保持在從搖臂盤12的外徑向表面徑向地延伸穿過凹腔14的內(nèi)徑向表面的通孔中?？稍谛纬蓳u臂盤12之后使用鉆頭來設(shè)置這樣的通孔。根據(jù)另一個實施例，螺線管26被保持在從搖臂盤12的一個軸向面軸向延伸的槽中。有利地，可在初始制造時將這樣的槽形成到搖臂盤12中。

如可以看到的，圖2中示出的實施例包括利用彈簧返回到關(guān)閉位置的“單作用打開”式螺線管26。

另一個實施例包括利用彈簧返回到打開位置的“單作用關(guān)閉”式螺線管。在這樣的實施例中，彈簧被布置為朝向打開位置在搖臂上施加偏置力，而螺線管被布置為響應(yīng)于施加電流而選擇性地朝向關(guān)閉位置驅(qū)動搖臂。例如，這樣的實施例可包括被布置為在搖臂臂部上施加偏置力的彈簧和被布置為向搖臂肘部選擇性地施加力的螺線管。

圖3中示出的進一步的實施例包括雙作用螺線管。在這樣的實施例中，在螺線管26的銜鐵28和搖臂18’之間提供機械連接。因此，當銜鐵響應(yīng)于電流的施加或中斷而滑動時，搖臂與銜鐵一起移動。在這樣的實施例中，無需使用偏置彈簧來使搖臂返回到起始位置。在這樣的實施例中，螺線管可被機械地連接到搖臂臂部、搖臂肘部或其它適合的位置。

在又一個實施例中，搖臂盤和搖臂設(shè)置在內(nèi)座圈上，而凸輪盤設(shè)置在外座圈上。

其它考慮的實施例可使用具有適合的可移動構(gòu)件的其它類型的機電致動器。

如可以看出的，根據(jù)本公開的實施例提供多個優(yōu)點。例如，相對于用于單向離合器的液壓致動器或其它已知的控制機構(gòu)，由于螺線管的低能耗，因此根據(jù)本公開的單向離合器相對節(jié)能。此外，螺線管是常見且廉價的部件，降低了單向離合器的總成本。

雖然以上描述了示例性實施例，但并不意味著這些實施例描述了本發(fā)明的所有可能的形式。更確切地，說明書中使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語，并且可以理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行各種改變。此外，各個實施的實施例的特征可以組合以形成本發(fā)明的進一步的實施例。