动力耦合装置及电机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种动力耦合装置，包括齿轮外圈及伸出其两侧的输入轴和输出轴，输入轴通过行星齿轮机构与齿轮外圈连接，输出轴固连于行星齿轮机构一侧的行星架上；还包括套设于输出轴上、并与齿轮外圈连接的传动部，在传动部上设有具有联动部的电磁控制机构，于外部控制信号下，电磁控制机构动作而使联动部与行星齿轮机构一侧的行星架相连，以使齿轮外圈与输出轴间传动连接；在齿轮外圈的外周壁上还设有永磁磁钢。本发明还涉及一种设有该动力耦合装置的电机。本动力耦合装置在控制信号的控制下，可改变动力分配，实现变速功能；且因配置的永磁磁钢可构成电机中的转子，可使其集变速器、耦合器、电机转子于一体，可减小占用空间，集成度高。
【专利说明】
动力耦合装置及电机
技术领域
[0001 ]本发明涉及混合动力车发动机与电动机动力耦合的技术领域，特别涉及一种动力耦合装置。本发明还涉及一种设有该动力耦合装置的电机。
【背景技术】
[0002]日本丰田汽车公司于1997年底推出的普锐斯混合动力汽车，是全世界最早批量化生产的混合动力汽车。普锐斯混合动力汽车动力系统主要由发动机、发电机、电动机以及行星齿轮机构组成，并以行星齿轮机构作为动力分配装置，以使汽车既可以由电动机独立提供动力，也可以由发动机独立提供动力，又可以使两者同时提供动力。普锐斯混合动力汽车利用行星齿轮动力耦合装置，发动机与行星架相连，发电机与太阳轮相连，而电动机与齿圈相连，通过转速耦合的方式，对整车输出转矩，并将发动机与电动机结合在一起，且主要由发动机向整车提供动力，并使发动机驱动发电机发电，以推动电动机在需要时为整车提供辅助动力。但是，该行星齿轮动力耦合装置所采用的电动机为独立电动机，且与传动轴呈T字型分布，使得整体占用较大的空间。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明旨在提出一种动力耦合装置，以减小占用空间，提高动力分配效果，并具有较好的使用性能。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一种动力耦合装置，包括齿轮外圈，及由所述齿轮外圈的两相对侧外伸布置的输入轴和输出轴，所述输入轴通过行星齿轮机构与所述齿轮外圈传动连接，所述输出轴固连于所述行星齿轮机构一侧的行星架上;还包括套设于所述输出轴上、并与所述齿轮外圈传动连接的传动部，在所述传动部上设有具有联动部的电磁控制机构，于外部控制信号下，所述电磁控制机构动作而使所述联动部与所述行星齿轮机构一侧的行星架相连，以使所述齿轮外圈与输出轴间传动连接;在所述齿轮外圈的外周壁上还设有永磁磁钢。
[0006]进一步的，所述联动部为滑动嵌装于所述传动部中的摩擦片，在所述电磁控制机构动作时，所述摩擦片可抵接于所述行星齿轮机构一侧的行星架上，而使所述传动部与行星架间传动连接。
[0007]进一步的，所述电磁控制机构中的电磁线圈嵌设于所述传动部中，且所述电磁线圈转动设于所述传动部上。
[0008]进一步的，所述传动部与齿轮外圈经由分别形成于两者上的传动齿啮合相连。
[0009]进一步的，所述行星齿轮机构包括套装于所述输入轴上的太阳轮，所述太阳轮与输入轴间传动连接，还包括转动设于所述行星架上、并传动连接于所述太阳轮与齿轮外圈之间的多个行星轮。
[0010]进一步的，相对于与所述输出轴固连的行星架，所述行星齿轮机构的另一侧的行星架转动设置于所述输入轴上。
[0011]进一步的，所述行星轮经由设于两侧行星架之间的转轴设置在所述行星架上，且所述行星轮转动设于所述转轴上。
[0012]进一步的，所述永磁磁钢为均设于所述齿轮外圈外周壁上的多个。
[0013]相对于现有技术，本发明具有以下优势:
[0014](I)本发明所述的动力耦合装置，在外部控制信号的控制下，可改变该动力耦合装置的动力分配，并实现变速功能;且因配置的永磁磁钢可构成电机中的转子，从而可使其集变速器、耦合器、电动机于一体，可减小占用空间，集成度高，而具有较好的使用效果。
[0015](2)通过设置摩擦片与行星架抵接，实现传动部与行星架的传动连接，可由于摩擦片与行星架之间的摩擦力而提高传动部与行星架的连接稳定性。
[0016](3)电磁线圈转动设于传动部上，可减小电磁线圈因通电而主动转动的阻力，从而使电磁线圈通电后产生稳定的磁场。
[0017](4)传动部与齿轮外圈通过传动齿啮合相连，可提高两者之间的连接稳定性和同步转动的效果。
[0018](5)于齿轮外圈上设置的永磁磁钢，可提高本动力耦合装置与电机集成后电机输出动力的效果。
[0019]本发明的另一目的在于提出一种电机，包括外壳，在所述外壳上安装有定子线圈，还包括转动设置于所述外壳中的如上所述的动力耦合装置。
[0020]本电机和动力耦合装置相对于现有技术具有的有益效果相同，在此不再赘述。
【附图说明】
[0021]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1为本发明实施一例所述的动力耦合装置的结构示意图；
[0023]图2为本发明实施例一所述的径向外圈的主视图；
[0024]图3为本发明实施例一所述的径向外圈的侧向剖视图；
[0025]附图标记说明:
[0026]1-齿轮外圈，2-第一行星架，3-第一轴承，4-输入轴，5-平键，6_转轴，7_弹性挡环，8-第二轴承，9-行星轮，10-永磁磁钢，11-径向外圈，111-容置槽，112-容纳部，113-花键，12-线圈绕环，13-摩擦片，14-第三轴承，15-输出轴，16-太阳轮，17-第二行星架。
【具体实施方式】
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]实施例一
[0030]本发明涉及一种动力耦合装置，其包括齿轮外圈及由齿轮外圈的两相对侧外伸布置的输入轴和输出轴，且输入轴通过行星齿轮机构与齿轮外圈传动连接，而输出轴固连于行星齿轮机构一侧的行星架上。本动力耦合装置还包括套设于输出轴上、并与齿轮外圈传动连接的传动部，在传动部上设有具有联动部的电磁控制机构，于外部控制信号下，电磁控制机构动作而使联动部与行星齿轮机构一侧的行星架相连，以使齿轮外圈与输出轴间传动连接;在齿轮外圈的外周壁上还设有永磁磁钢。本动力耦合装置因配置的永磁磁钢，可使其构成电机中的转子，并在外部控制信号的控制下，通过齿轮外圈与输出轴的传动连接，可使发动机与电机同时经由输出轴输出动力，而改变该动力耦合装置的动力分配，并实现变速功能，且由于行星齿轮机构的特性，输入轴与输出轴等同于刚性传动，可具有较好的动力传递效果;从而可使本动力耦合装置集变速器、耦合器、电机于一体，可减小占用空间，集合程度高。
[0031]具体结构上，由图1所示，行星齿轮机构包括套装于输入轴4上的太阳轮16，太阳轮16与输入轴4传动连接，还包括转动设于行星架上、并传动连接于太阳轮16与齿轮外圈I之间的多个行星轮9，且行星架转动设于输入轴4上。为了提高行星齿轮机构的传动效果，于太阳轮16与齿轮外圈I之间可均设有三个行星轮9，当然也可设有两个、四个等。本实施例中行星齿轮机构中的行星架包括于行星轮9一侧转动设于输入轴4上的第一行星架2，以及相对于支撑座2设于行星轮另一侧的第二行星架17，前述的因电磁控制机构动作而使联动部所连接的行星架即第二行星架17。在第一行星架2与第二行星架17之间设置有多个转轴6，行星轮即转动设于转轴6上，为了提高行星轮的转动效果，于行星轮9和转轴6之间设有相对布置于转轴6上的两个第二轴承8，于转轴6上还设有限制第二轴承8轴向移动的弹性挡环7。
[0032]进一步的，为了提高输入轴4与太阳轮16的连接效果，太阳轮16与输入轴4采用平键5联接，且输入轴4与输出轴15同轴布置，输入轴4的一端延伸至齿轮外圈I的外部;太阳轮16经由输入轴4上延伸至齿轮外圈I外部的一端与发动机等其他动力装置的动力输出端传动连接，并经由行星架使动力从输出轴15上输出。此外，为了提高行星轮的转动效果，于第一行星架2与输入轴4之间设有支撑第一行星架2转动的第一轴承3，于转轴6和行星轮9之间设于相对布置并套装于转轴6上的两个第二轴承8。
[0033]本实施例的电磁控制机构中的电磁线圈嵌设于传动部中，且电磁线圈转动设于传动部上，且其切向固连于外壳体上，以减小电磁线圈因通电而主动转动的阻力，从而使电磁线圈通电后产生稳定的磁场。另外，传动部与齿轮外圈I经由分别形成于两者上的传动齿啮合相连。具体结构上，由图2结合图3所示，传动部为转动套装于输出轴15上的径向外圈11，于径向外圈11的一侧形成有内凹的用于容纳电磁线圈的容纳部112，且电磁线圈经由设于容纳部112中的线圈绕环12支撑，且线圈绕环12经由设于容纳部112中的第三轴承14转动支撑;相对于容纳部112，于径向外圈11的另一侧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略突出径向外圈11的端面，而提高径向外圈11与行星架的传动连接效果。另外，为了提高径向外圈11与齿轮外圈I的连接效果，传动齿为形成于齿轮外圈I内端面上的花键113，对应于花键113于径向外圈11上形成有与花键113配合的花键槽。此外，为了提高输出轴15输出动力的效果，径向外圈11的中部形成有连通的通孔，通孔与输出轴15之间有一定间隙。为了便于配置永磁磁钢10，本实施例中的齿轮外圈I于其一端形成有沿其径向延伸的凸台。
[0034]本动力耦合装置在使用时，使输入轴4与发动机的动力输出端传动连接，并将其作为转子配置于电机上，只采用发动机和电机两种动力源，即可具有三种动力分配状态。具体地，可只由电机提供动力，以实现一种传动比。当电磁控制机构承接外部控制信号时，可使电磁线圈产生磁场，使摩擦片13随动于径向外圈11沿齿轮外圈I的轴向移动，而使摩擦片13与第二行星架17吸合锁死，此时，只由发动机提供动力，以实现较高速度下固定的传动比，且由于行星齿轮机构的特性，输入轴4与输出轴15等同于刚性传动，可具有较好的动力传递效果。为了使电磁控制机构部不承接外部信号时，便于径向外圈的复位，于径向外圈11和齿轮外圈I之间夹设有套装于径向外圈11上的复位弹簧，以在复位弹簧的作用下，使径向外圈11反向运动而使摩擦片13与行星架分离，从而可使发动机和电机同时向输出轴15输出动力。此外，为了便于配置复位弹簧，于径向外圈11上设有容纳部112的一端形成有外径与齿轮外圈I的外径相当的挡肩，复位弹簧即夹设于挡肩和齿轮外圈I之间。
[0035]实施例二
[0036]本实施例涉及一种电机，包括外壳，外壳上安装有定子线圈，还包括转动设置于外壳中如实施例一所述的动力親合装置，此电机可集变速器、親合器和离合器于一体，具有集成度高、动力强劲的优点。
[0037]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动力耦合装置，其特征在于:包括齿轮外圈，及由所述齿轮外圈的两相对侧外伸布置的输入轴和输出轴，所述输入轴通过行星齿轮机构与所述齿轮外圈传动连接，所述输出轴固连于所述行星齿轮机构一侧的行星架上;还包括套设于所述输出轴上、并与所述齿轮外圈传动连接的传动部，在所述传动部上设有具有联动部的电磁控制机构，于外部控制信号下，所述电磁控制机构动作而使所述联动部与所述行星齿轮机构一侧的行星架相连，以使所述齿轮外圈与输出轴间传动连接;在所述齿轮外圈的外周壁上还设有永磁磁钢。2.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于:所述联动部为滑动嵌装于所述传动部中的摩擦片，在所述电磁控制机构动作时，所述摩擦片可抵接于所述行星齿轮机构一侧的行星架上，而使所述传动部与行星架间传动连接。3.根据权利要求2所述的动力耦合装置，其特征在于:所述电磁控制机构中的电磁线圈嵌设于所述传动部中，且所述电磁线圈转动设于所述传动部上。4.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于:所述传动部与齿轮外圈经由分别形成于两者上的传动齿啮合相连。5.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于:所述行星齿轮机构包括套装于所述输入轴上的太阳轮，所述太阳轮与输入轴间传动连接，还包括转动设于所述行星架上、并传动连接于所述太阳轮与齿轮外圈之间的多个行星轮。6.根据权利要求5所述的动力耦合装置，其特征在于:相对于与所述输出轴固连的行星架，所述行星齿轮机构的另一侧的行星架转动设置于所述输入轴上。7.根据权利要求6所述的动力耦合装置，其特征在于:所述行星轮经由设于两侧行星架之间的转轴设置在所述行星架上，且所述行星轮转动设于所述转轴上。8.根据权利要求1所述的动力耦合装置，其特征在于:所述永磁磁钢为均设于所述齿轮外圈外周壁上的多个。9.一种电机，包括外壳，在所述外壳上安装有定子线圈，其特征在于:还包括转动设置于所述外壳中的如权利要求1至8中任一项所述的动力耦合装置。
【文档编号】B60K6/387GK105936210SQ201610340018
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】冯国胜, 支亚辉, 胡志庆, 贾素梅
【申请人】石家庄铁道大学