电动机转矩限制离合器的制作方法

本发明涉及一种电动机，并且更具体地说涉及具有转矩限制离合器的电动机。

背景技术：

本部分提供与本发明相关的背景信息，但这并非必然是现有技术。

目前使用的大多数汽车均由燃料发动机驱动，燃料发动机会经历大量机械损失并且具有低能量效率，由此消耗大量能量。随着电池技术得以改进，混合电动和电动车辆的普及性在过去几年中有所增加。然而，利用电动机的传统车辆传动系经受在冰操纵事件期间观察到的高预估转矩。这些高转矩要求传动系的各部件设计成承受这些高转矩。因此，驱动部件的尺寸设计成比正常操作所需的更大且由此更重。因此，期望提供一种电动驱动单元，该电动驱动单元能够限制在传统驱动中观察到的高转矩。

技术实现要素：

本段落提供对本发明的一般概述，且并非是其整个范围或其所有特征的全面公开。

用于车辆的电动传动系的电动机包括壳体和安装于壳体的定子。转子相对于定子可旋转地支承，并且驱动轴由转矩限制离合器连接于转子。转矩限制离合器设置在壳体内。

此外，具有带有两个斜坡角度的滚珠斜坡装置的转矩限制离合器执行两级扭转减振器的功能，该两级扭转减振器能有助于避免nvh和耐久性问题。

从这里提供的描述中，又一些可应用领域会变得显而易见。本发明内容中的描述和特定示例仅仅旨在说明的目的，而并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

本文描述的附图仅仅用于说明所选择的实施例而非所有可能的实施方式，且并不旨在限制本发明的范围。

图1是根据本发明原理的具有转矩限制离合器的电动机的示意图；

图2是根据第一实施例的具有转矩限制离合器的电动机的部分剖视图；

图3是根据第二实施例的具有转矩限制离合器的电动机的部分剖视图；

图4是根据第三实施例的具有转矩限制离合器的电动机的部分剖视图；

图5是根据第四实施例的具有转矩限制离合器的电动机的部分剖视图；

图6是根据第五实施例的具有转矩限制离合器的电动机的部分剖视图；

图7a、7b是根据本发明原理的示例性滚珠斜坡型转矩限制离合器的剖视图；以及

图8a-8c是根据本发明原理的具有扭转顺应性斜坡的滚珠斜坡型转矩限制离合器的剖视图。

对应的附图标记指示整个若干视图的对应部件。

具体实施方式

现将参照附图更完整地描述示例实施例。

提供了各示例实施例，使得本发明是详尽的且能向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。阐述多个特定细节，例如特定的部件、装置和方法的示例，以透彻理解本发明的实施例。对于本领域技术人员显而易见的是，无需采用特定细节，而是示例实施例能以许多不同形式实施，并且不应被理解成限制本发明的范围。在一些示例实施例中，并未详细地描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。

这里使用的术语仅仅用于描述特定示例实施例的目的，并且并不旨在限制。如这里所使用的是，单数形式“一”、“一个”以及“该”可旨在同样包括复数形式，除非上下文另有清楚地指示。术语“包含”、“包括”、“含有”以及“具有”是包含性的并且由此指代所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或附加。这里描述的方法步骤、过程以及操作并不理解成必须要求以所讨论或所说明的具体次序执行，除非明确识别为执行顺序。还可以理解的是，可采用附加或替代的步骤。

当一个元件或层被称为位于另一个元件或层“上”、“接合于”、“连接于”、或者“联接于”另一个元件或层时，它可能直接地位于其它元件或层上、接合于、连接或联接于其它元件或层，或者有可能存在介于中间的元件或层。相反，当一个元件被称为直接地位于另一个元件或层“上”、“直接地接合于”、“直接地连接于”或“直接地联接于”另一个元件或层时，可能就不存在介于中间的元件或层。用于描述各元件之间关系的其它词语应该按相似的方式来解释(例如“在……之间”对“直接地在……之间”、“相邻”对“直接地相邻”等)。如这里所使用的是，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。

虽然术语第一、第二、第三等可在这里用来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语可仅用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”的术语以及其它数值术语在本文使用时并不暗指一种序列或顺序，除非上下文清晰地指明。因此，在不偏离各示例实施例的教示的情况下，下文所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可称为第二元件、部件、区域、层或部分。

诸如“内”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相关术语可在本文中使用以便于描述，从而描述如附图所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了附图中所示出的取向之外，空间相关术语可以旨在包括该装置在使用或操作期间的不同取向。例如，如果该装置在附图中颠倒，被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件则被取向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可包含上方和下方的取向这两者。装置能以其它方式取向(旋转90度或呈其它取向)且相应地解释这里所使用的空间相对描述。

参照图1，示出用于电动或混合电动车辆10的动力系，且该动力系包括电动机12，该电动机具有壳体14。定子16安装于壳体14，且转子18可旋转地支承在环形定子16内部。驱动轴20由转矩限制离合器22驱动地连接于转子18。电动机12的驱动轴20能连接于诸如行星齿轮系统之类的齿轮系系统24，该齿轮系系统为差速器26和车轴驱动系统28提供驱动转矩。

参照图2，现将描述具有转矩限制离合器22的电动机12的部分剖视图。电动机12包括定子16和转子18，该转子相对于定子16可旋转地安装。转子18包括多个管状铆钉30，这些管状铆钉轴向地延伸通过转子18中的多个孔32。管状铆钉30各自容纳压缩弹簧34，该压缩弹簧各自压缩在管状铆钉中，并且设置成抵靠于设置在转子18的相对端部处的成对离合器板36、38。离合器板36、38压抵于成对反应板40、42，成对反应板的至少一个(反应板40)包括内花键44，这些内花键与驱动轴20的外花键46接合。反应板42设置成抵靠于驱动轴20的肩部48。离合器板36、38各自包括外花键50，这些外花键与转子18的内花键52接合，以使得离合器板随着转子18旋转。夹持环54接纳在驱动轴20中的凹部56内，并且支承反应板40的板外侧。压缩弹簧34维持离合器板36、38和反应板40、42之间的期望摩擦力。当超出摩擦力时，转矩限制离合器22滑移，以限制传递至传动系的转矩量。

参照图3，现将描述具有转矩限制离合器122的替代电动机112的部分剖视图。电动机112包括定子116和转子118，该定子安装在壳体114内，而该转子相对于定子116可旋转地安装。转子118包括多个管状铆钉130，这些管状铆钉轴向地延伸通过转子118中的多个孔132。管状铆钉130各自容纳压缩弹簧134，该压缩弹簧各自在压板135之间压缩在管状铆钉中，这些压板设置成抵靠于设置在转子118的相对端部处的成对滚珠保持器板136、138。滚珠保持器板136、138各自支承多个滚珠139，这些滚珠与成对斜坡板140、142的相应一个的斜坡表面143接合。成对斜坡板140、142各自包括内花键144，这些内花键与驱动轴120的外花键146接合。斜坡板142设置成抵靠于驱动轴120的肩部148。滚珠保持器板136、138各自包括外花键150，这些外花键与转子118的内花键152接合，以使得滚珠保持器板136、138随着转子118旋转。夹持环154接纳在驱动轴120中的环形凹部156内，并且支承斜坡板140的板外侧。压缩弹簧134维持滚珠保持器板136、138和斜坡板140、142之间的期望接合力。当超出接合力时，转矩限制离合器122滑移，以限制传递至传动系的转矩量。

参照图4，现将描述具有转矩限制离合器222的替代电动机212的部分剖视图。电动机212包括定子216和转子218，该定子安装在壳体214内，而该转子相对于定子216可旋转地安装。贝氏弹簧230设置成抵靠于压板232，该压板在转子218的第一端部处与第一离合器板236接合。第二离合器板238设置在转子218的第二端部处，并且设置成抵靠于反应板240。压板232包括内花键244，这些内花键与驱动轴220的外花键246接合。反应板240设置成抵靠于驱动轴220的肩部248。第一和第二离合器板236、238各自包括外花键250，这些外花键与转子218的内花键252接合，以使得离合器板236、238各种随着转子218旋转。夹持环254接纳在驱动轴220中的凹部256内，并且支承贝氏弹簧230的弹簧外侧。垫圈258可用在夹持环254和贝氏弹簧230之间，以确保离合器的标称加载。贝氏弹簧230维持离合器板236、238以及压板232和反应板240之间的期望摩擦力。当超出摩擦力时，转矩限制离合器222滑移，以限制传递至传动系的转矩量。

参照图5，现将描述具有转矩限制离合器322的替代电动机312的部分剖视图。电动机312包括定子316和转子318，该定子设置在壳体314内，而该转子相对于定子316可旋转地安装。成对贝氏弹簧322、324各自设置成抵靠于相应的滚珠保持器板326、328，这些滚珠保持器板各自支承多个滚珠329，这些滚珠在转子318的相对端部处与对应的斜坡表面330、332接合。滚珠保持器板326、328各自包括内花键344，这些内花键与驱动轴320的外花键346接合。贝氏弹簧324设置成抵靠于驱动轴320的肩部348。夹持环354接纳在驱动轴320中的凹部356内，并且支承贝氏弹簧322的弹簧外侧。垫圈358可用在夹持环354和贝氏弹簧322之间，以确保离合器的标称加载。贝氏弹簧322、324维持滚珠保持器板326、328和斜坡表面330、332之间的期望接合力。当超出接合力时，转矩限制离合器322滑移，以限制传递至传动系的转矩量。

参照图6，现将描述具有转矩限制离合器422的替代电动机412的部分剖视图。电动机412包括定子416和转子418，该定子设置在壳体414内，而该转子相对于定子416可旋转地安装。转子418固定地附连于驱动轴420。贝氏弹簧430设置成抵靠于滚珠保持器板432，该滚珠保持器板支承多个滚珠434，这些滚珠与斜坡板438的对应斜坡表面436接合。滚珠保持器板432包括内花键444，这些内花键与驱动轴420的外花键446接合。斜坡板438设置成抵靠于垫圈448。夹持环454接纳在驱动轴420中的凹部456内，并且由此支承斜坡板438的板外侧。滚珠保持器板432包括内花键450，这些内花键与驱动轴420的外花键452接合。斜坡板438包括内花键462，这些内花键与副轴466的外花键464接合。贝氏弹簧430维持滚珠保持器板432和斜坡板438之间的期望接合力。当超出接合力时，转矩限制离合器422滑移，以限制传递至传动系的转矩量。

图7a、7b是滚珠斜坡转矩限制离合器122的示例性图示，其中，滚珠保持器板136将滚珠139支承抵靠于斜坡板140的斜坡表面143。图7a示出接纳在滚珠斜坡表面143的谷部部分143a中的滚珠139。当转矩施加于离合器时，弹簧会在转矩/负载增大期间压缩，从而允许滚珠行进到斜坡之上。图7b示出行进到斜坡表面143的峰部143b之上的滚珠139。斜坡角度和径向位置以及弹簧预负载和弹簧率确定了离合器转矩限制能力。

图8a-8c是替代的滚珠斜坡转矩限制离合器522的示例性图示，其中，滚珠保持器板536将滚珠539支承抵靠于斜坡板540的斜坡表面543。斜坡表面543包括两个斜坡角度543b、543c，这两个斜坡角度设计成提供低于转矩/负载限制范围的扭转顺应性。第一斜坡角度543b极小，并且允许衰减低电机转矩水平的振荡。较大的斜坡角度543c确定转矩限制范围。图8a示出接纳在滚珠斜坡表面543的谷部部分543a中的滚珠539。当转矩施加于离合器时，弹簧会在转矩/负载增大期间压缩，从而允许滚珠沿着斜坡表面543行进。图8b示出行进到斜坡表面143的小斜坡角度543b之上的滚珠139。小斜坡角度部分543b允许双向扭转减振功能。图8c示出行进到斜坡表面543的小斜坡角度543c之上的滚珠539。斜坡角度和径向位置以及弹簧预负载和弹簧率确定了离合器转矩限制能力。

已出于说明和描述的目的提供了实施例的前文描述。这并不旨在是穷举的或者限制本发明。特定实施例的各个元件或特征通常并不限于该特定实施例，而是在可适用的情形下是可互换的，并且能用在所选择的实施例中，即使该实施例并未明确示出或描述。同样也可以许多方式改变。这些变型并不视为偏离本发明，且所有这些修改均旨在包括于本发明的范围内。