滚珠坡道致动器的制作方法

本文公开的实施例总体上涉及滚珠坡道致动器，如用于致动摩擦离合器组件的滚珠坡道致动器。

背景技术：

典型的摩擦离合器组件包括沿其轴线交错放置的多个摩擦片。摩擦离合器组件通过向摩擦片施加轴向力而致动，其中该轴向力压缩摩擦片并将它们夹紧在一起。摩擦片被夹在一起之后，可以通过摩擦离合器组件经由摩擦片来传递旋转运动。

滚珠坡道致动器通常用于产生致动摩擦离合器组件的轴向力。滚珠坡道致动器包括滚珠坡道、载荷转移滚珠以及施加板，其中滚珠坡道具有沿一条轴线支撑以进行相对旋转的两个相对的滚珠坡道半边，载荷传递滚珠定位在由两个滚珠坡道半边限定的相应的倾斜滚珠接收凹槽内，而施加板联接到两个滚珠坡道半边中的一者。

典型地，滚珠坡道致动器包括两个滚珠坡道板，分别对应于两个滚珠坡道半边，施加板联接到两个滚珠坡道板中的至少一个。当两个滚珠坡道板相对旋转时，每个载荷转移滚珠爬上其相应的倾斜滚珠接收凹槽，从而轴向位移两个滚珠坡道板，并在施加板上产生轴向力。在应用中，滚珠坡道致动器与摩擦离合器组件轴向地对齐，施加板被设置为通过将其轴向力施加到摩擦离合器组件的摩擦片而致动摩擦离合器组件。

技术实现要素：

本文公开的是一种滚珠坡道致动器的各实施例。一方面，滚珠坡道致 动器包括壳体、第一滚珠坡道半边和与第一滚珠坡道半边相对的第二滚珠坡道半边。第一滚珠坡道半边包括固接在壳体内而防止平移的第一滚珠坡道板，该第一滚珠坡道板限定相应的一个或多个倾斜的滚珠接收凹槽的第一部分。第二滚珠坡道半边包括具有齿轮齿的齿轮板、第二滚珠坡道板和接合部，齿轮板被支撑在壳体内以相对于第一滚珠坡道板旋转，并固接在壳体内以防止其相对于第一滚珠坡道板的平移，第二滚珠坡道板被支撑在壳体内相对于第一滚珠坡道板旋转，其限定了相应的一个或多个倾斜滚珠接收凹槽的互补的第二部分，接合部将齿轮板联接到第二滚珠坡道板。接合部将齿轮板的旋转传递到第二滚珠坡道板，且允许第二滚珠坡道板相对于第一滚珠坡道板平移。滚珠坡道致动器还包括定位在一个或多个倾斜滚珠接收凹槽的每一者内的载荷转移滚珠。滚珠坡道致动器还包括从动小齿轮，该从动小齿轮具有与齿轮板的齿轮齿相啮合的齿轮齿，以便经由所述齿轮板使第二滚珠坡道板相对于第一滚珠坡道板旋转。

另一方面，滚珠坡道致动器包括壳体、第一滚珠坡道半边和与第一滚珠坡道半边相对的第二滚珠坡道半边。第一滚珠坡道半边包括固接在壳体内以防止平移的盘状第一滚珠坡道板，盘状第一滚珠坡道板限定了相应的一个或多个倾斜滚珠接收凹槽的第一部分。第二滚珠坡道半边包括环状齿轮板，环状齿轮板被支撑在壳体内相对于第一滚珠坡道板旋转，并固接在壳体内以防止其相对于第一滚珠坡道板平移，其包括径向外边缘和径向内边缘，其中径向内边缘限定了齿轮板内的空间，并且该环状齿轮板径向外边缘上具有外轮齿。第二滚珠坡道半边还包括被支撑在壳体内相对于第一滚珠坡道板平移的盘状第二滚珠坡道板，盘状第二滚珠坡道板包括径向外边缘，其被定位在齿轮板内的空间内，其径向外边缘面向齿轮板的径向内边缘，并限定相应的一个或多个倾斜滚珠接收凹槽的互补的第二部分。第二滚珠坡道半边还包括联接齿轮板到第二滚珠坡道板的接合部。该接合部包括多个周向隔开的导向狭槽以及多个周向隔开的辊，其中所述多个导向狭槽从第二滚珠坡道板的径向外边缘和齿轮板的径向内边缘中的一者开口，并且每个导向狭槽包括相对的径向肩面；而多个辊从第二滚珠坡道板的径向外边缘与齿轮板的径向内边缘中的另一者延伸到相应的一个或多个导向狭槽中，并且每个辊将其相应导向狭槽的相对径向肩面中的至少一 者相对地接合，以使齿轮板的旋转传递到第二滚珠坡道板，以及滚动平移地接合以允许第二滚珠坡道板相对于第一滚珠坡道板平移。滚珠坡道还进一步包括定位在一个或多个倾斜滚珠接收凹槽中的每一者内的载荷转移滚珠。滚珠坡道致动器还包括从动小齿轮，该从动小齿轮具有与齿轮板的轮齿相啮合的轮齿，以便经由齿轮板使第二滚珠坡道板相对于第一滚珠坡道板旋转。

这些和其它方面将在下面进行另外详细的描述。

附图说明

通过参照下面的说明书和附图，本公开设备的各种特征、优点和其它用途将变得更加明显，其中：

图1是一种摩擦离合器组件的示意性横截面视图，示出了摩擦离合器组件以及用于致动摩擦离合器组件的滚珠坡道致动器，滚珠坡道致动器包括具有两个相对的滚珠坡道半边的滚珠坡道；

图2是滚珠道驱动器的滚珠坡道的局部组件图，示出了两个滚珠坡道半边；以及

图3是沿图1线3-3截取的平面图案显影，示出了限定在两个滚珠坡道半边之间的倾斜凹槽以及定位在倾斜凹槽中相应的载荷转移滚珠。

具体实施方式

本公开涉及一种滚珠坡道致动器的构造，其中分别对应于两个滚珠坡道半边的两个滚珠坡道板中的一个或两个具有轮齿，并且其中滚珠坡道致动器还包括带有轮齿的从动小齿轮，视情况而定与两个滚珠坡道板其一或两者的轮齿啮合，以生成两个滚珠坡道板的相对旋转，引起载荷转移滚珠攀上各自的倾斜凹槽，并最终引起两个滚珠坡道板的轴向位移。

应当理解，在该构造中，最终从另一滚珠坡道板轴向位移的滚珠坡道板令其轮齿与小齿轮的轮齿啮合，而有了这样的构造，滚珠坡道板的轴向 位移发生在小齿轮的轮齿和滚珠坡道板的轮齿之间的齿轮啮合接口的载荷下。本公开提出了一种相似的构造，其中，以其它方式由这样的滚珠坡道板表示的滚珠坡道半边具有接合部，该接合部将其相对于另一个滚珠坡道板的旋转与其相对于另一个滚珠坡道板的轴向位移分隔开。

图1和图2中示出的摩擦离合器组件10包括摩擦离合器总成12和用于致动沿公共轴线A对齐的摩擦离合器总成12的滚珠斜坡致动器14。

摩擦离合器总成12包括沿轴线A交织的多个摩擦板16。通常，通过沿压缩摩擦板16且将它们夹紧在一起的轴线A向摩擦板16施加力来致动摩擦离合器总成12。随着摩擦板16被夹紧在一起，可经由摩擦板16通过摩擦离合器总成12传送旋转运动。

滚珠斜坡致动器14包括图1中示意性所示的壳体20，和支承在壳体20中的滚珠斜坡22，所述壳体20通常包括第一滚珠斜坡半边24和第二滚珠斜坡半边26。如下文更详细地描述，滚珠斜坡22的第一滚珠斜坡半边24和第二滚珠斜坡半边26沿轴线A以相对间隔关系支承在壳体20内以沿轴线A相对旋转，其中第一滚珠斜坡半边24通常固接在壳体20内以防止其沿轴线A平移，且至少部分地允许第二滚珠斜坡半边26沿轴线A相对于第一滚珠斜坡半边24平移。

滚珠斜坡22包括限定在第一滚珠斜坡半边24和第二滚珠斜坡半边26之间的一个或多个斜坡滚珠接收凹槽30。例如，滚珠斜坡22可包括围绕轴线A周向间隔开的多个斜坡滚珠接收凹槽30。根据所示实例，例如，滚珠斜坡22可包括围绕轴线A周向间隔开120度的3个斜坡滚珠接收凹槽30。每个斜坡滚珠接收凹槽30具有由第一滚珠斜坡半边24限定的第一部分32和由第二滚珠斜坡半边26轴限定的轴向相对互补的第二部分34。如另外参照图3所示，尽管应当理解，其他形状可用于限定斜坡滚珠接收凹槽30，但是对于每个斜坡滚珠接收凹槽30而言，由第一滚珠斜坡半部24限定的第一部分32和由第二滚珠斜坡半部26限定的第二部分34中的每个都可成形为螺旋环面的斜剖面。

滚珠斜坡致动器14包括设置在滚珠斜坡22的一个或多个斜坡滚珠接收凹槽30的每个中的载荷转移滚珠36。具有了斜坡滚珠接收凹槽30的上 述构造，一旦第一滚珠斜坡半边24和第二滚珠斜坡半边26围绕轴线A相对旋转，每个载荷传送滚珠36爬上其各自斜坡滚珠接收凹槽30，这将第二滚珠斜坡半部26沿轴线A从第一滚珠斜坡半部24移走。

滚珠斜坡致动器14还包括联接在滚珠斜坡22的第二滚珠斜坡半边26和摩擦离合器总成12的摩擦板16之间的施加板40。通常支承施加板40用于沿轴线A平移，并且一旦第一滚珠斜坡半边24和第二滚珠斜坡半边26沿轴线A相对旋转且当每个载荷转移滚珠36爬上其各自斜坡滚珠接收凹槽30时，导致第二滚珠斜坡半边26从第一滚珠斜坡半边24移走，在施加板40处沿轴线A产生力。如图所示，施加板40包括肩部42，所述肩部42与第二滚珠斜坡半边26相对且布置成通过向摩擦板16施加产生的力来致动摩擦离合器总成12。

在摩擦离合器组件10的一个非限制性实例中，公共通道44穿过摩擦离合器总成12的摩擦板16且穿过第一滚珠斜坡半边24、第二滚珠斜坡半边26和滚珠斜坡致动器14的施加板440沿轴线A被限定。如在共同转让的美国专利号6,691,845中所通常描述的(通过引用的方式将其全部内容并入到本文中)，具有了该构造，摩擦离合器组件10可应用于车辆驱动系中，例如应用于变速箱或差速器中，而公共通道44容纳变速箱或差速器的输出轴。

在滚珠斜坡致动器14中，第一滚珠斜坡半边24包括第一滚珠斜坡板50以及第二滚珠斜坡半边26与第一滚珠斜坡半边及其第一滚珠斜坡板50沿轴线A对齐，且包括环状齿轮板52，设置在齿轮板52内的第二滚珠斜坡板54，和将齿轮板52耦合至第二滚珠斜坡板54的接合部56。

第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50固接在壳体20内，以防止沿轴线A的平移，固接是通过推力轴承60、通过所述第二滚珠坡道半边26的齿轮板52的推力轴承60，以及容许第一滚珠坡道板50和齿轮板52之间相对转动的推力轴承64通过推力轴承60、通过所述第二滚珠坡道半边26的齿轮板52的推力轴承62，以及容许第一滚珠坡道板50和齿轮板52之间相对转动的推力轴承64实现的。第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50还可选择地支撑在壳体20内用于绕轴线A旋转。

第二滚珠坡道半边26的齿轮板52支撑在壳体20内用于绕轴线A旋转。齿轮板52固接在壳体20内，以防止沿轴线A的平移，固接是通过推力轴承62、通过第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50的推力轴承60以及推力轴承64实现的。第二滚珠坡道半边26的第二板滚珠坡道54支撑在壳体20内，用于绕轴线A旋转并沿轴线A相对于和向所述第一滚珠坡道板50平移。随着第二滚珠坡道板54沿轴线A平移，通过允许第二滚珠坡道板54和施加板40之间相对转动的止推轴承66在施加板40处产生沿轴线A的力，其如上所述促动所述摩擦离合器组件12。如下面所描述的其他细节，第二滚珠坡道半边26的接合部56被构造成除其他事项外使得齿轮板52绕轴线A转动至第二滚珠坡道板54，同时允许第二滚珠坡道板54沿轴线A相对于齿轮板52和第一滚珠坡道板50平移。

如图2中清晰可见，第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50通常是盘状的，并且包括内表面70和径向外边缘72，内表面70形成一个或多个斜坡滚珠接收凹槽30的第一部分32，斜坡滚珠接收凹槽30由第一滚珠坡道半边24形成。根据滚珠坡道致动器14的示出的和非限制性构成，第一滚珠坡道板50具有外轮齿74，该外轮齿74位于径向外边缘72处，具有第一齿距。任选地，第一滚珠坡道板50可以是环状的，如通常所示，并且另外还包括径向内边缘76。

第二滚珠坡道半边26的齿轮板52通常是盘状的，包括径向外边缘80，并且在径向外边缘80处具有外轮齿82。如下面所描述的其他细节，为了进一步实现所述滚珠坡道致动器14的示出的和非限制性构成中第一滚珠坡道板50在径向外边缘72处具有带第一齿距的外轮齿74，齿轮板52在径向外边缘80处的外轮齿82具有与第一齿距不同的第二齿距。齿轮板52是环状的，如上面所示，并且包括径向内边缘84，其在齿轮板52内形成用于容纳所述第二滚珠坡道半边26的第二滚珠坡道板54的空间86。第二滚珠坡道板54通常是盘状的，并且包括内表面90和面对齿轮板52的径向内边缘84的径向外边缘92。

齿轮板52和第二滚珠坡道半边26的第二滚珠坡道板54通常都为盘状的，并且包括在第二滚珠坡道板54的内表面90和在齿轮板52的径向 外边缘80，内表面90形成由第一滚珠坡道半边24形成的一个或多个斜坡滚珠接收凹槽30的第二部分并与由第一滚珠坡道半24形成的一个或多个斜坡滚珠接收凹槽30的第一部分互补。任选地，第二滚珠坡道板54可以是环状的，如通常所示，并且另外还包括径向内边缘94。

如所示出的，对应于第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50的轮廓通常可以与齿轮板52和第二滚珠坡道板54的总轮廓匹配，齿轮板52和第二滚珠坡道板54一起对应于第二滚珠坡道半边26。滚珠坡道致动器14的这种构造中，除其他事项外，公共通道44沿轴线A形成，其部分由第一滚珠坡道板50的第二球的滚珠坡道板54的径向内边缘76形成，部分由第二滚珠坡道半26的第二滚珠坡道板54形成。

一般来说，在滚珠坡道致动器14的运行期间，滚珠坡道22的第二滚珠坡道半边26以与第一滚珠坡道半边24不同的旋转速度围绕轴线A旋转以产生第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的相对旋转。

如另外再一次参考图1所示，滚珠坡道致动器14包括用于使滚珠坡道22的第二滚珠坡道半边26且可选地使滚珠坡道22的第一滚珠坡道半边24围绕轴线A旋转以产生第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的相对旋转的从动小齿轮100。小齿轮100至少部分地通过轴承102沿着平行于但偏离轴线A的轴线B支撑在壳体20中以便围绕轴线B旋转，并且小齿轮100被旋转致动器104驱动以便围绕轴线B旋转。旋转致动器104例如可以为电动机。

小齿轮100通常被成形为圆柱形并且在其被设置成与在齿轮板52的径向外边缘80处的外齿轮齿82啮合的一侧具有外齿轮齿106，以经由一起与滚珠坡道22的第二滚珠坡道半边26对应的接合部56和第二滚珠坡道板54使齿轮板52以旋转速度围绕轴线A旋转。更具体地，当小齿轮100被驱动旋转时，齿轮板52围绕轴线A旋转，接合部56使齿轮板52围绕轴线A旋转到第二滚珠坡道板54，并且一起与第二滚珠坡道半边26对应的齿轮板52和第二滚珠坡道板54以旋转速度围绕轴线A旋转。

滚珠坡道22的第二滚珠坡道半边26以旋转速度围绕轴线A的旋转可 单独产生或结合第一滚珠坡道半边24以不同于第二滚珠坡道半边26的旋转速度围绕轴线A的旋转产生第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的相对旋转。

如上所述，与第一滚珠坡道半边24对应的第一滚珠坡道板50的轮廓通常可以一起与第二滚珠坡道半边26对应的齿轮板52和第二滚珠坡道板54的整体轮廓匹配。尤其是利用滚珠坡道致动器14的这种构造，第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50的径向外边缘72通常沿着轴线A与第二滚珠坡道半边26的齿轮板52的径向外边缘重叠，并且小齿轮100对于第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26可以是公共的，其中小齿轮100的外齿轮齿106被附加地设置成与在第一滚珠坡道板50的径向外边缘72处的外齿轮齿74啮合。在该非限制性构造中，在第一滚珠坡道板50的径向外边缘72处的外齿轮齿74具有第一齿距，并且在第二齿轮板52的径向外边缘80处的外齿轮齿82具有与第一齿距不同的第二齿距。因此，当小齿轮100被驱动旋转时，与第一滚珠坡道半边24对应的第一滚珠坡道板50以与一起与第二滚珠坡道半边26对应的齿轮板52和第二滚珠坡道板54不同的旋转速度围绕轴线A旋转，其产生第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的相对旋转。

如以上大致描述的，滚珠坡道致动器14的运行涉及至少部分由第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的旋转产生的滚珠坡道22的第一滚珠坡道半边24和第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的相对旋转，以及随着每个载荷转移滚珠36爬升到其相应倾斜的滚珠接收凹槽30，第二滚珠坡道半边26沿着轴线A从第一滚珠坡道半边24的所引起的移位。

在滚珠坡道致动器14中，滚珠坡道22的第二滚珠坡道半边26的接合部56通常被配置为与第二滚珠坡道半边26的环状齿轮板52和第二滚珠坡道板54协作以将第二滚珠坡道半边26围绕轴线A的必需的旋转及其引起的沿着轴线A从第一滚珠坡道半边24的移位分成单独的运动。其中第二滚珠坡道半边26的旋转作为整体由其外齿轮齿106被设置成与第二滚珠坡道半边26的齿轮齿82啮合的小齿轮100的旋转产生，第二滚珠坡道半边26的这种构造有利地避免了第二滚珠坡道半边26沿着轴线A从第 一滚珠坡道半边24的移位发生在该齿轮啮合表面处的负载下，否则这将产生摩擦并导致能量损耗。

将第二滚珠坡道半边26的齿轮板52和第二滚珠坡道板54支撑在壳体20内以便围绕轴线A旋转。然而，在将齿轮板52固接在壳体20内以防止沿着轴线A的平移时，将第二滚珠坡道板54支撑在壳体20内以便围绕轴线A相对于并且靠着第一滚珠坡道半边24的第一滚珠坡道板50平移。随着当小齿轮100被驱动旋转时齿轮板52围绕轴线A旋转，接合部56使齿轮板52围绕轴线A旋转到第二滚珠坡道板54，这使得载荷转移滚珠36爬升到它们相应倾斜的滚珠接收凹槽30，同时允许第二滚珠坡道板54沿着轴线A相对于齿轮板52和第一滚珠坡道板50进行所引起的平移。

在齿轮板52、第二滚珠坡道半边26的第二滚珠坡道板54和接合部56的所示和非限制实例中，接合部56包括从齿轮板52的径向内边缘84打开的限定相对的径向肩面112的一个或多个导向狭槽110，以及从第二滚珠坡道板54的径向外边缘92延伸的一个或多个相应轴向对齐的互补凸起114。接合部56例如可包括多个导向狭槽110和围绕轴线A周向间隔开的相应互补凸起114。根据所示的实例，例如在三个倾斜的滚珠接收凹槽30之间，接合部56例如可包括三个导向狭槽110和围绕轴线A周向间隔开120度的相应互补凸起114。将理解的是，可选地，所有导向狭槽110中的一个或一些可从第二滚珠坡道板54的径向外边缘92打开，其中相应轴向相对的互补凸起114从齿轮板52的径向内边缘84延伸。

如图所示，每个凸起114从第二滚珠坡道板54的径向外边缘92延伸进入与由导向狭槽110限定的相对的径向肩面112周向相对的其相应导向狭槽110中。根据齿轮板52围绕轴线A旋转的方向，每个凸起114被定位成接合由周向相对以使齿轮板52围绕轴线A旋转到第二滚珠坡道板54的其相应导向狭槽110限定的相对径向肩面112中的一个或另一个。此外，每个凸起114被定位成在平移时接合由其相应导向狭槽110限定的相对的径向肩面112中的一个或两个，以便适应并允许第二滚珠坡道板54沿着轴线A相对于齿轮板52和第一滚珠坡道板50进行所引起的平移。根据所示的实例，每个凸起例如可以为被定位成在滚动平移时接合由其相应导向狭 槽110限定的相对径向肩面112中的一个或两个的大致圆柱形的滚子。

尽管已经结合特定实施例描述了本发明的所述特征和条件，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，它意在涵盖包含于所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等效方案，将赋予此范围最广泛的诠释以涵盖法律所许可的所有此类修改和等效结构。