一種電磁齒嵌式離合器和雙電機混聯系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電磁齒嵌式離合器和一種雙電機混聯系統。該離合器包括環形電磁鐵等，其中：所述環形電磁鐵和所述定端面齒輪的位置固定，且所述定端面齒輪位于所述環形電磁鐵的環內，且同軸心設置；所述環形銜鐵和所述動端面齒輪能夠沿其軸向同步移動，所述環形銜鐵套裝并固定在所述動端面齒輪上，且同軸心設置；所述彈性復位機構安裝在所述環形銜鐵上。該系統包括ISG電機和驅動電機，所述ISG電機和所述驅動電機之間安裝有所述的電磁齒嵌式離合器。該電磁齒嵌式離合器具有軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大和動作迅速的優點，該雙電機混聯系統具有輕量化和集成化的優點。
【專利說明】一種電磁齒嵌式離合器和雙電機混聯系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機設備【技術領域】，尤其涉及一種電磁齒嵌式離合器和雙電機混聯系統。
【背景技術】
[0002]在汽車動力等領域，大都采用了雙電機混聯系統，即由ISG電機(即發電啟動一體機)和驅動電機聯動而成。ISG電機和驅動電機之間設置有離合器，通過該離合器的離合狀態，來實現，切換雙電機混聯系統的純電動、串聯或者并聯的驅動模式。
[0003]目前，該領域還沒有專用的離合器，用于ISG電機和驅動電機之間。現有的用于雙電機混聯系統的離合器，都是直接沿用了傳統汽車中的干式離合器，而干式離合器受限于其結構，具有占用空間大和重量大、傳遞的轉矩容量有限、需要較大推力的外置執行機構驅動等缺點，上述缺點限制了汽車的雙電機混聯系統性能的進一步提高，成為了雙電機混聯系統的發展瓶頸。
[0004]基于此，本實用新型提供了一種專用于雙電機混聯系統的電磁齒嵌式離合器，以解決上述的問題，以及提供了一種包括該離合器的雙電機混聯系統。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種電磁齒嵌式離合器，具有軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大和動作迅速的優點，以適用于雙電機混聯系統，填補雙電機混聯系統的專用離合器的空白。
[0006]本實用新型的目的還在于提供一種雙電機混聯系統，該系統具有輕量化和集成化的優點。
[0007]基于上述第一目的，本實用新型提供了一種電磁齒嵌式離合器，該離合器包括環形電磁鐵、定端面齒輪、環形銜鐵、彈性復位機構和動端面齒輪，其中:
[0008]所述環形電磁鐵和所述定端面齒輪的位置固定，所述定端面齒輪位于所述環形電磁鐵的環內，且同軸心設置；
[0009]所述環形銜鐵和所述動端面齒輪能夠沿其軸向同步移動，所述環形銜鐵套裝并固定在所述動端面齒輪上，且同軸心設置；
[0010]所述環形電磁鐵通電后，將所述環形銜鐵磁吸至所述環形電磁鐵上，使所述動端面齒輪與所述定端面齒輪相嚙合；
[0011 ] 所述彈性復位機構安裝在所述環形銜鐵上，用于在所述環形電磁鐵斷電后，驅使所述環形銜鐵復位，以及驅使所述動端面齒輪脫離所述動端面齒輪。
[0012]優選的，所述環形銜鐵的軸向端面上具有環形的凸止口，所述環形電磁鐵的軸向端面上具有與所述凸止口相適配的環形的凹止口，所述環形銜鐵磁吸至所述環形電磁鐵上時，所述凸止口插裝在所述凹止口內。
[0013]優選的，所述凸止口的端面上具有凹槽，所述凹槽為環形，且所述凹槽的環形與所述凸止口同軸心設置；
[0014]所述凹槽的兩個槽邊能夠插裝在所述環形電磁鐵的凹止口內。
[0015]優選的，所述動端面齒輪與所述定端面齒輪的齒間、齒槽分別設置為矩形。
[0016]優選的，所述彈性復位機構包括定位板和彈簧，所述定位板的位置固定，所述彈簧安裝在所述定位板和所述動端面齒輪之間，且所述彈簧呈壓縮狀態。
[0017]優選的，所述定位板為圓形板，其板中心與所述動端面齒輪同軸心設置；
[0018]所述動端面齒輪的中心處為無齒區域，所述無齒區域設置有多個沉孔，所述多個沉孔繞所述動端面齒輪的軸心對稱排布；
[0019]所述彈簧設置為多個，多個所述彈簧一一對應的插裝在所述多個沉孔內，其伸出的一端分別固接在所述圓形板上。
[0020]基于上述第二目的，本實用新型提供了一種雙電機混聯系統，該系統包括ISG電機和驅動電機，所述ISG電機和所述驅動電機之間安裝有所述的電磁齒嵌式離合器。
[0021]優選的，所述ISG電機的鐵芯設有環形的卡槽，所述卡槽的環形與所述ISG電機的主軸同軸心，所述環形電磁鐵嵌裝在所述卡槽內，且所述環形電磁鐵的高度小于所述卡槽的槽深；
[0022]所述定端面齒輪固定安裝在所述ISG電機的主軸上。
[0023]優選的，所述動端面齒輪套裝在所述驅動電機的主軸上，其能夠隨所述驅動電機的主軸同步轉動，以及能夠沿所述驅動電機的主軸軸向移動。
[0024]綜上所述，本實用新型提供的電磁齒嵌式離合器，該離合器的所述定端面齒輪位于所述環形電磁鐵的環內，以及所述環形銜鐵套裝并固定在所述動端面齒輪上，大幅壓縮了離合器的軸向尺寸，減小了離合器的占用空間和自身重量；該離合器采用環形電磁鐵的電磁線圈控制離合狀態，動作迅速；該離合器采用動端面齒輪和定端面齒輪的嚙合傳遞扭矩，傳遞扭矩大且效率高。
[0025]進一步的，所述環形電磁鐵和所述環形銜鐵通過凹止口和凸止口配合，磁吸效果更可靠，尤其是，凸止口上設置有凹槽，該異形狀的凸止口與環形電磁體的凹止口配合，能夠使得吸合過程中電磁力與電流近似成正比，使得吸合過程柔和可控。
[0026]本實用新型提供的雙電機混聯系統，采用本實用新型的電磁齒嵌式離合器，具有上述的軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大和動作迅速的優點，并在此基礎上，該雙電機混聯系統通過在鐵芯上設置卡槽，以及通過將動端面齒輪和定端面齒輪分別安裝在相應的主軸上，實現了所述電磁齒嵌式離合器與雙電機混聯系統的精密化和緊湊性結合，具有輕量化和集成化的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖；
[0028]圖2是本實用新型實施例一的A向視圖；
[0029]圖3是本實用新型實施例一的B向視圖；
[0030]圖4是本實用新型實施例二的結構示意圖(局部剖視圖)；
[0031]圖5是本實用新型實施例二的局部放大圖(圖4中的雙點劃線框內的放大圖)。【具體實施方式】
[0032]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0033]實施例一
[0034]參見圖1-圖3，該實施例公開了一種電磁齒嵌式離合器100，所述電磁齒嵌式離合器100將電磁式驅使結合、齒嵌式傳遞扭矩、彈性驅使脫離技術，通過特定的結構結合為一體，使得該離合器具有傳遞轉矩大和動作迅速的優點，尤其是，該離合器的特定的結構，使其還具有軸向尺寸短、重量輕和占用空間小的優點，以適用于雙電機混聯系統，填補雙電機混聯系統的專用離合器的空白。
[0035]具體而言，該離合器包括環形電磁鐵110、定端面齒輪120、環形銜鐵130、動端面齒輪140和彈性復位機構150。
[0036]其中:所述環形電磁鐵110和所述定端面齒輪120的位置固定，例如可以是，所述環形電磁鐵110和所述定端面齒輪120用于固定安裝在雙電機混聯系統的某一電機上；所述定端面齒輪120位于所述環形電磁鐵110的環內，且同軸心設置，用于縮短其軸向尺寸。所述環形銜鐵130和所述動端面齒輪140能夠沿軸向同步移動，例如可以是，所述環形銜鐵130和所述動端面齒輪140用于安裝在雙電機混聯系統的另一電機上，所述環形銜鐵130套裝并固定在所述動端面齒輪140上，且同軸心設置，用于進一步縮短其軸向尺寸。
[0037]所述環形電磁鐵110通電后，將所述環形銜鐵130磁吸至所述環形電磁鐵110上，使所述動端面齒輪140與所述定端面齒輪120相嚙合，即實現離合器的合狀態；所述彈性復位機構150安裝在所述環形銜鐵130上，用于在所述環形電磁鐵110斷電后，驅使所述環形銜鐵130復位，以及驅使所述動端面齒輪140脫離所述動端面齒輪140，即實現離合器的離狀態，圖1中所示為離狀態。
[0038]該實施例中所優選的，所述環形銜鐵130的軸向端面上具有環形的凸止口 131，所述環形電磁鐵110的軸向端面上具有與所述凸止口 131相適配的環形的凹止口 111，所述環形銜鐵130磁吸至所述環形電磁鐵110上時，所述凸止口 131插裝在所述凹止口 111內；所述凸止口 131的環形與所述環形銜鐵130、所述動端面齒輪140同軸心，所述凹止口 111的環形與所述環形電磁鐵110、所述定端面齒輪120同軸心。基于此，當所述凸止口 131插裝在所述凹止口 111內時，能夠確保所述動端面齒輪140準確的與所述定端面齒輪120相嚙合，提高了該離合器的精準度；尤其是，所述凸止口 131和所述凹止口 111的環形配合方式，能夠實現在磁吸狀態下，也即在離合器的合狀態下，實現所述凸止口 131相對于所述凹止口 111繞其軸心轉動，進而能夠適用于雙電機混聯系統。
[0039]為實現吸合過程中電磁力與電流近似成正比，進而實現吸合過程柔和可控且動作迅速，在所述凸止口 131的端面上具有凹槽132，所述凹槽132為環形，且與所述凸止口 131同軸心設置，所述凹槽132的兩個槽邊分別呈與所述凸止口 131同軸心的環形，所述凹槽132的兩個槽邊能夠插裝在所述環形電磁鐵110的凹止口 111內，也就是說，所述凹槽132的兩個槽邊磁吸在所述凹止口 111內的底部端面上。
[0040]該實施例中，所述彈性復位機構150可以設置為彈簧組件、彈片組件等，用于實現，在所述環形電磁鐵110斷電后，驅使所述環形銜鐵130復位，以及驅使所述動端面齒輪140脫離所述動端面齒輪140。在此基礎上，本實施例為了進一步達到壓縮體積的效果，優選設置為，所述彈性復位機構150包括定位板151和彈簧152，所述定位板151的位置固定，例如所述定位板151可安裝在相應電機的主軸上，所述彈簧152安裝在所述定位板151和所述動端面齒輪140之間，且所述彈簧152呈壓縮狀態。
[0041]為進一步實現，所述彈性復位機構150在雙電機混聯系統上的應用。優選設置為:所述定位板151為圓形板，其板中心與所述環形銜鐵130同軸心設置；所述動端面齒輪140的中心處為無齒區域，所述無齒區域設置有多個沉孔，所述多個沉孔繞所述動端面齒輪140的軸心對稱排布；所述彈簧152設置為多個，多個所述彈簧152 —一對應的插裝在所述多個沉孔內，其伸出的一端分別固接在所述圓形板上。
[0042]為適應雙電機混聯系統的純電動、串聯或者并聯的不同驅動模式，所述動端面齒輪140與所述定端面齒輪120的齒間、齒槽分別設置為矩形，以及所述以實現正反驅動。
[0043]實施例二
[0044]參見圖4和圖5,該實施例公開了一種雙電機混聯系統,該系統包括ISG電機200和驅動電機300，所述ISG電機200和驅動電機300之間安裝有實施例一所述的電磁齒嵌式離合器100，實施例一所公開的技術方案也屬于該實施例，實施例一已經公開的技術方案不再重復描述。
[0045]該實施例中的雙電機混聯系統，米用實施例一的電磁齒嵌式離合器100,具有所述離合器的軸向尺寸短、重量輕、占用空間小、傳遞轉矩大和動作迅速的優點，并在此基礎上，為了進一步實現所述電磁齒嵌式離合器100與雙電機混聯系統的精密化和緊湊性結合，以及為了進一步實現輕量化和集成化的目的，實施例一中的離合器優選采用如下方式安裝到雙電機混聯系統中:
[0046]所述ISG電機200的鐵芯設有環形的卡槽210，所述卡槽210的環形與所述ISG電機200的主軸同軸心，所述環形電磁鐵110嵌裝在所述卡槽210內，且所述環形電磁鐵110的高度小于所述卡槽210的槽深，用于形成所述環形電磁鐵110的凹止口 ；也就是說，該實施例中，所述環形電磁鐵110的端面為平面，通過與所述鐵芯的卡槽210配合形成所述凹止口，據此可降低所述環形電磁鐵110的加工難度，以及采用將所述環形電磁鐵110嵌入所述鐵芯的方式，可確保體積盡可能小。
[0047]所述定端面齒輪120固定安裝在所述ISG電機200的主軸上，所述定端面齒輪120與所述ISG電機200的主軸同步轉動。
[0048]所述動端面齒輪140套裝在所述驅動電機300的主軸上，其能夠隨所述驅動電機300的主軸同步轉動，以及能夠沿所述驅動電機300的主軸軸向移動，例如可以是但不限定于，所述動端面齒輪140通過軸向的花鍵安裝在所述驅動電機300的主軸上；參見實施例一的描述，所述環形銜鐵130套裝并固定在所述動端面齒輪140上，且所述環形銜鐵130與所述動端面齒輪140能夠同步旋轉，為實現拆裝的便利性，優選的，所述環形銜鐵130通過螺旋固定在所述動端面齒輪140上。
[0049]所述彈性復位機構的所述定位板151固定安裝在所述驅動電機300的主軸的軸向端部，且為實現拆裝的便利性，優選的，所述定位板151通過螺旋固定在驅動電機300的主軸的軸向端部，多個所述彈簧152繞所述驅動電機300的主軸軸心相對稱排布。
[0050]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種電磁齒嵌式離合器，其特征在于，該離合器包括環形電磁鐵、定端面齒輪、環形銜鐵、彈性復位機構和動端面齒輪，其中: 所述環形電磁鐵和所述定端面齒輪的位置固定，所述定端面齒輪位于所述環形電磁鐵的環內，且同軸心設置； 所述環形銜鐵和所述動端面齒輪能夠沿其軸向同步移動，所述環形銜鐵套裝并固定在所述動端面齒輪上，且同軸心設置； 所述環形電磁鐵通電后，將所述環形銜鐵磁吸至所述環形電磁鐵上，使所述動端面齒輪與所述定端面齒輪相嚙合； 所述彈性復位機構安裝在所述環形銜鐵上，用于在所述環形電磁鐵斷電后，驅使所述環形銜鐵復位，以及驅使所述動端面齒輪脫離所述動端面齒輪。
2.根據權利要求1所述的電磁齒嵌式離合器，其特征在于， 所述環形銜鐵的軸向端面上具有環形的凸止口，所述環形電磁鐵的軸向端面上具有與所述凸止口相適配的環形的凹止口，所述環形銜鐵磁吸至所述環形電磁鐵上時，所述凸止口插裝在所述凹止口內。
3.根據權利要求2所述的電磁齒嵌式離合器，其特征在于， 所述凸止口的端面上具有凹槽，所述凹槽為環形，且所述凹槽的環形與所述凸止口同軸心設置； 所述凹槽的兩個槽邊能夠插裝在所述環形電磁鐵的凹止口內。
4.根據權利要求1所述的電磁齒嵌式離合器，其特征在于， 所述動端面齒輪與所述定端面齒輪的齒間、齒槽分別設置為矩形。
5.根據權利要求1所述的電磁齒嵌式離合器，其特征在于， 所述彈性復位機構包括定位板和彈簧，所述定位板的位置固定，所述彈簧安裝在所述定位板和所述動端面齒輪之間，且所述彈簧呈壓縮狀態。
6.根據權利要求5所述的電磁齒嵌式離合器，其特征在于， 所述定位板為圓形板，其板中心與所述動端面齒輪同軸心設置； 所述動端面齒輪的中心處為無齒區域，所述無齒區域設置有多個沉孔，所述多個沉孔繞所述動端面齒輪的軸心對稱排布； 所述彈簧設置為多個，多個所述彈簧一一對應的插裝在所述多個沉孔內，其伸出的一端分別固接在所述圓形板上。
7.一種雙電機混聯系統，該系統包括ISG電機和驅動電機，其特征在于，所述ISG電機和所述驅動電機之間安裝有如權利要求1-6任一項所述的電磁齒嵌式離合器。
8.根據權利要求7所述的雙電機混聯系統，其特征在于， 所述ISG電機的鐵芯設有環形的卡槽，所述卡槽的環形與所述ISG電機的主軸同軸心，所述環形電磁鐵嵌裝在所述卡槽內，且所述環形電磁鐵的高度小于所述卡槽的槽深； 所述定端面齒輪固定安裝在所述ISG電機的主軸上。
9.根據權利要求8所述的雙電機混聯系統，其特征在于， 所述動端面齒輪套裝在所述驅動電機的主軸上，其能夠隨所述驅動電機的主軸同步轉動，以及能夠沿所述驅動電機的主軸軸向移動。
【文檔編號】F16D27/14GK203822903SQ201320879026
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】余平, 葉曉, 王婷, 裴正強 申請人:精進電動科技（北京）有限公司