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空間楔合式電控離合器

閱讀：349發(fā)布：2023-03-08

專利匯可以提供空間楔合式電控離合器專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且本 發(fā)明 的電控 離合器 包括兩部分，用于轉矩傳遞的全面 接觸 式自激勵空間楔形機構，其 摩擦 力 自適應于其所傳遞的轉矩，以及，響應于電 信號 的入楔控制機構。該入楔控制機構包括，驅動空間楔形機構以觸發(fā)方式入楔或去楔的轉動導向式無級 支撐 機構，以及響應于 電信號 并通過促動機構致動該無級支撐機構的電致動機構。所述電致動機構是一個包括螺線管或 電動機 的機構，用于在電控離合器接合與分離工況轉換之際提供一個較小的脈沖式的促動力，以致使空間楔合機構入楔或去楔。因此，相對 現(xiàn)有技術 ，本發(fā)明的電控離合器近乎不耗電，也近乎沒有相應的發(fā)熱量，但轉矩容量卻至少呈個位數(shù)倍增。而且，體積和重量更小，成本更低。，下面是空間楔合式電控離合器專利的具體信息內容。

1.一種空間楔合式電控離合器，包括：
繞一軸線回轉且可軸向接合的至少一個牽引摩擦機構，其具有繞所述軸線回轉并均設置有摩擦面的至少大致為環(huán)狀的中介件和摩擦件，所述中介件和所述摩擦件雙方的所述摩擦面可軸向相抵地構成至少一個牽引摩擦副，以傳遞摩擦轉矩；
為所述牽引摩擦機構提供接合力并繞所述軸線回轉的至少一個轉動導向機構，其具有繞所述軸線回轉并均設置有相應導向面的至少大致為環(huán)狀的導向件和所述中介件，所述導向件和所述中介件雙方的所述導向面可軸向相抵地構成導向摩擦副；以及
響應于輸入其內部的電信號而動作的入楔控制機構，其通過可操作地控制所述中介件的入楔和解楔，以控制所述電控離合器的接合與分離；
其中，所述導向摩擦副的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于或等于ζ，即，0＜λ≤ζ，ζ是能夠致使所述導向摩擦副和所述牽引摩擦副周向上均不自鎖的所述升角λ的取值開區(qū)間的小端端點值。
2.按權利要求1所述的電控離合器，其特征在于：
還包括至少一個限力元件；以及
所述導向件、所述中介件和所述摩擦件中的至多一個，是至少通過不可旋轉的連接方式包括有所述限力元件的力封閉式組合構件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。
3.按權利要求2所述的電控離合器，其特征在于：所述入楔控制機構包括繞所述軸線設置在被支撐件和所述限力元件之間的無級支撐機構，其具有繞所述軸線設置且至少呈大致環(huán)狀的支撐件，所述支撐件通過軸向抵觸和轉動導向兩種連接方式，分別連接至所述限力元件和所述被支撐件，并以能夠轉動導向的方式，軸向無級地推離所述被支撐件，從而建立所述限力元件與所述導向件、所述中介件以及所述摩擦件之間的軸向力封閉式抵觸連接；
設置在所述限力元件上的促動機構，其可驅動地連接至所述支撐件和所述限力元件，以促動方式致使所述支撐件相對所述被支撐件轉動，從而致使所述無級支撐機構建立和撤銷所述軸向力封閉式抵觸連接；以及
電致動機構，其以響應電信號的方式，可操縱地致動所述促動機構，以使所述促動機構完成其促動動作；
其中
所述被支撐件是所述導向件、所述中介件和所述摩擦件中與所述限力元件不可旋轉地相連接的那一個；
所述支撐件相對所述限力元件的周向自由度，至少大到致使所述無級支撐機構能夠建立所述軸向力封閉式抵觸連接的程度。
4.按權利要求3所述的電控離合器，其特征在于：所述促動機構包括促動環(huán)，所述促動環(huán)活動地連接至所述限力元件。
5.按權利要求4所述的電控離合器，其特征在于：所述電致動機構響應于電磁力或電動力而動作。
6.按權利要求5所述的電控離合器，其特征在于：
所述電致動機構是一個包括銜鐵的電磁機構，其以電磁吸合力直接致使所述促動環(huán)相對所述限力元件軸向移動。
7.按權利要求5所述的電控離合器，其特征在于：所述電致動機構是一個摩擦式電制動機構，其以摩擦制動的方式，致使所述促動環(huán)相對所述限力元件周向轉動。
8.按權利要求4～7任一項所述的電控離合器，其特征在于：所述促動機構包括至少一個復位彈簧，其直接或間接地設置于所述促動環(huán)與所述限力元件之間，用以驅使所述促動環(huán)自動地復原至非促動狀態(tài)時的工作位置。

說明書全文

空間楔合式電控離合器

[0001] 相關申請
[0002] 本申請是由專利文獻WO2012/089131A1和WO2011/000300A1所公開的本申請人的基本專利申請的從屬專利申請，并且，本申請要求本申請人提出的中國專利申請201210242218.9的優(yōu)先權。該公開在先的三項專利申請的全部內容通過引用結合于此。

技術領域

[0003] 本發(fā)明總體上涉及所有傳動領域中的一種以摩擦連接方式傳送旋轉運動或轉矩，或者制止該旋轉運動或轉矩的摩擦連接裝置，包括離合器和制動器，以及內含該連接裝置的例如離合器電機和制動式電機等裝置，特別涉及一種響應于電信號和/或電能量而動作的操縱式離合器和制動器。

背景技術

[0004] 通常，現(xiàn)有技術中與電信號和/或電能量相關的摩擦連接器，都是以電磁力作為接合力或分離力的操縱式電磁離合器和電磁制動器。自然，這種摩擦連接器的接合力和傳動能力，完全取決于電磁力的大小，也就是完全取決于電流或電功率的大小。而且，其中的摩擦元件之間還存在因剩磁而分離不徹底的問題。因此，現(xiàn)有技術的產品具有傳動能力較小，電耗過大，發(fā)熱嚴重，徑向尺寸較大，消耗有色金屬過多，以及成本過高的缺點。

發(fā)明內容

[0005] 本發(fā)明致力于設計基于全新技術原理的裝置，以避免上述缺點。
[0006] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種響應于電信號和/或電能量而接合或分離的，但傳動能力卻與電能量無關的空間楔合式電控離合器。其具有動作響應靈敏快捷，傳動能力和傳動效率更高，能耗和發(fā)熱量更小的優(yōu)點。
[0007] 為解決上述技術問題，本發(fā)明之空間楔合式電控離合器包括，繞一軸線?回轉且可軸向接合的至少一個牽引摩擦機構，其具有繞所述軸線回轉并均設置有摩?擦面的至少大致為環(huán)狀的中介件和摩擦件，雙方的摩擦面可軸向相抵地構成至少一個牽引摩擦副；為該牽引摩擦機構提供接合力并繞上述軸線回轉的至少一個轉動導向機構，其具有繞上述軸線回轉并均設置有相應導向面的至少大致為環(huán)狀的導向件和中介件，雙方的導向面可軸向相抵地構成導向摩擦副；以及，以可操作地控制中介件的入楔和解楔的方式，控制電控離合器的接合與分離的響應于輸入其內部的電信號而動作的入楔控制機構；其中，導向摩擦副的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ζ，即，0＜λ≤ζ，ζ是能夠致使導向摩擦副和牽引摩擦副周向上均不自鎖的升角λ的取值開區(qū)間的小端端點值。
[0008] 需要特別說明的是，本申請文件所使用的相關概念或術語的含義如下：
[0009] 轉動導向機構：將圓周相對轉動轉換為至少包括軸向相對移動或移動趨勢的導向機構。例如，螺旋升角嚴格一致和不嚴格一致的滑動/滾動式螺旋或部分螺旋機構，徑向銷槽機構，端面楔形機構，端面嵌合機構，端面棘輪機構，以及，圓柱/端面凸輪機構。
[0010] 空間楔形機構：由轉動導向機構和牽引摩擦機構組成的復合機構。
[0011] 入楔：也稱楔合，與解楔/去楔相反，就是中介件90將導向件50與摩擦件70可驅動地連接/結合成一個摩擦體的工作過程和狀態(tài)。
[0012] ζ和ξ：空間楔形機構的重要極限角，如圖1～3所示的中介件90，一方面，通過其摩擦面例如104與摩擦件70的牽引摩擦面72至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉軸線X的回轉型牽引摩擦機構F1的至少包括一個的一組牽引摩擦副；另一方面，通過其朝向某一圓周方向的導向面例如94a，與導向件50的相應導向面例如54a至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力N不垂直于回轉軸線X的轉動導向機構G的至少包括一個的一組導向摩擦副；該抵觸部位的公切線與垂至于回轉軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ；再一方面，通過其它表面還可作用有諸如用于彈性預緊或限位目的的其它作用力；在轉動導向機構G的轉動導向工況中，也就是導向件50開始持續(xù)地具有驅動中介件90沿例如圖3中箭頭P所指方向相對摩擦件70轉動的趨勢中，能夠確保導向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，而最大升角則被定義為ξ。該兩個極限角完全界定了中介件90相對導向件50向前轉動、靜止不動和向后轉動的一切可能的運動形式。具體含義如下：
[0013] 1、當ξ＜λ＜90度時，導向摩擦副和牽引摩擦副均不能摩擦自鎖，通過導向摩擦副的法向壓力N，或者其分力Q和T，導向件50和摩擦件70可致使中介件90相對二者向前亦即箭頭P所指方向滑轉和擠出。因此，導向件50與摩擦件70不能被中介件90楔合成一個摩擦體。只是由于壓力N源自非彈性力，或者源自彈性力但受構件結構所限，才致使中介件90僅被導向件50推動著相對摩擦件70摩擦滑轉而未被實際擠出。
[0014] 2、當ζ＜λ≤ξ且λ＞0時，牽引摩擦副具有先于導向摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進入滑動摩擦狀態(tài)的特性。因此，中介件90可以將導向件50與摩擦件70楔合成一個摩擦體，但在摩擦件70相對導向件50過載時，牽引摩擦副便會突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而正常地轉入滑動摩擦狀態(tài)，而導向摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒定的自鎖狀態(tài)。對應地，空間楔形機構處于半楔合狀態(tài)，超越離合器處于非完全接合狀態(tài)。
[0015] 3、當0＜λ≤ζ(針對ζ＞0的情況)時，導向摩擦副具有先于牽引摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進入滑動摩擦狀態(tài)的特性。因此，中介件90可以將導向件50與摩擦件70楔合成一個摩擦體，但在摩擦件70相對導向件50過載時，導向摩擦副便會突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而致使中介件90具有相對導向件50滑轉爬升的趨勢，而牽引摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒定的自鎖狀態(tài)。然而，由于上述爬升趨勢被空間楔形機構的軸向力封閉結構剛性阻止(除非壓力N源自彈性力)，因此，導向摩擦副被實際上強制性地維持在等同于自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介件90、導向件50與摩擦件70三者被強制楔合/結合成一個轉動整體，不會出現(xiàn)相互滑轉爬升的情況，除非過載至結構毀損。空間楔形機構因而處于類似斜撐式超越離合器的絕對自鎖/楔合狀態(tài)，其傳動能力僅取決于結構強度。
[0016] 由常識可知，λ等于ζ的情況，也就是牽引摩擦副與導向摩擦副可以同時突破各自靜摩擦狀態(tài)/阻力而進入滑動摩擦狀態(tài)的情況，只存在于理論上而不存在于現(xiàn)實中。也就是說，因不能同時自鎖而必然始終存在著一組不自鎖的可滑轉摩擦副，空間楔形機構傳遞轉矩的物理本質只能是摩擦，而不是現(xiàn)有技術認定的摩擦自鎖。但極限角ζ未被現(xiàn)有技術理論所認識，也不能由作為特例的平面楔形機構的運動關系啟示、想象或揭示出來，更不能由其結構推導出來。因此，在文獻CN101936346A公開上述認知之前，不知道極限角ζ的存在及物理含義的現(xiàn)有技術便無法透徹地認識極限角ξ亦即楔角的真實物理含義，包括摩擦滑轉的正常性，更不可能發(fā)現(xiàn)、揭示和證實空間楔合的物理本質，并進而得出本申請的基于空間楔形機構的技術方案。
[0017] 顯然，上述升角λ就是空間楔形機構的楔角，也稱楔合角/擠住角，并僅在0＜λ≤ξ時，空間楔形機構方可楔合，電控離合器方可接合。
[0018] 相對現(xiàn)有技術的電磁離合器和制動器等，依據(jù)本發(fā)明的電控離合器，因其僅有接合或分離動作響應于與電有關的信號和/或電能量，而摩擦力/轉矩卻自適應地相關于所傳遞的轉矩，與電能量毫不相關，從而具有了動作響應靈敏快捷，傳動能力和傳動效率更高，能耗和發(fā)熱量更小的優(yōu)點。借助下述實施例的說明和附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點將顯得更為清楚和明了。

附圖說明

[0019] 圖1是本發(fā)明的空間楔合式電控離合器實施例一簡化的示意性分解透視圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的空間楔合式電控離合器實施例一的軸向剖視圖。
[0021] 圖3是圖2中各機構的輪廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。
[0022] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例二的簡化的軸向剖視圖。
[0023] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例三的簡化的軸向剖視圖。
[0024] 圖6是圖5中去除了促動環(huán)后Y方向的簡化的示意性展開圖。
[0025] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例四的軸向剖視圖。
[0026] 圖8是圖7中接力齒環(huán)的右端面視圖。
[0027] 圖9是圖7中電致動機構部分的示意性放大圖。
[0028] 圖10是圖7中Z方向的徑向投影的簡化的示意性局部展開圖。
[0029] 圖11是圖7中促動機構的示意性分解透視圖。
[0030] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例五的簡化的軸向剖視圖。
[0031] 圖13是圖12中V-V剖面的簡化示意圖。
[0032] 圖14是以圖15中D-D旋轉剖面表示的本發(fā)明實施例六的軸向剖視圖。
[0033] 圖15是圖14中E-E剖面的簡化示意圖。
[0034] 圖16是圖14中棘爪選擇件的示意性分解透視圖。
[0035] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的實施例七的軸向剖視圖。

具體實施方式

[0036] 必要說明：為簡潔明了，本說明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構件及特征部位均采用相同的附圖標記，并只在它們第一次出現(xiàn)或有變型時給予必要的說明。同樣，也不重復說明相同或相似機構的工作機理或過程。為區(qū)別設置在對稱或對應位置上的相同的構件或特征部位，本說明書在其附圖標記后面附加了字母，而在泛指說明或無需區(qū)別時，則不附加任何字母。
[0037] 實施例一：軸向促動類空間楔合式電控離合器C1
[0038] 圖1～3示出的是本發(fā)明的實施例一，其包括繞軸線X形成并具有軸向力封閉功能的限力元件180。該限力元件180最佳地是一個環(huán)狀袋形構件，其繞軸線X形成的內周面84的軸向中部，同軸線地設置有最佳地為平面型的盤形環(huán)狀周向凹槽78。該周向凹槽78的約半周的內表面，最佳地沿兩相互平行的切線方向H和H′延伸至限力元件180的外周面，并形成等截面的矩形入口82(參見圖1、15)。周向凹槽78的徑向內表面80，因而延伸成具有U字形橫截面形狀的非閉合式內徑向表面，并形成兩個相互平行的周向壁面85。軸向上依次可滑轉地設置在導向件50內環(huán)側朝內端延伸的管狀基體60外周面上的中介件90、大致呈環(huán)狀的摩擦件70和支撐件220，可沿圖1中空心箭頭所指方向，隨同導向件50一道，由入口82直接納入周向凹槽78，并被軸向可滑轉地貫穿于限力元件180內孔中的第一軸200，徑向定位在軸線X上。而第一軸200則通過兩個軸承158，可旋轉地分別支撐在限力元件180的兩個內周面84a和84b上，并借助諸如平鍵或花鍵副之類的連接方式，不可旋轉地連接至管狀基體60的內周面，以將轉矩傳入和傳出電控離合器C1。
[0039] 在此應指出的是，周向凹槽78呈環(huán)狀和入口82呈等截面矩形，均是實現(xiàn)本發(fā)明的最佳但并非必需設置。實際上，只要能夠納入上述的導向件50和中介件90等，周向凹槽78和入口82可以具有任意形狀和不等截面。同樣道理，限力元件180的內周面84也不必需周向封閉和對應于貫通式內孔，其完全可以呈例如大致半周的U形開口狀并對應于一個盲孔，只要在該內周面84上可以設置出用以收納諸如中介件90之類的回轉構件的大致半周的周向凹槽78即可。
[0040] 顯然，軸向力封閉的環(huán)狀袋形限力元件180也可以是一個組合構件，其入口82也可以被至少部分地封閉。例如，借助諸如焊接、鉚接或螺栓連接之類的緊固方式，將一個具有中心圓孔的杯形殼式限力元件軸向固定連接至一盤形圓環(huán)的端面，并限定出周向凹槽78。再如，借助諸如焊接、在包括軸向中部和/或外端部的外周面上過盈地設置至少一個環(huán)形箍或齒環(huán)之類的緊固連接方式，將徑向上至少大致對稱，且半圓形內圓面上均設置有半圓形周向槽的兩個半圓殼式限力元件，徑向固定地對接成一個限定出完整的周向凹槽78的組合式環(huán)狀限力元件。當然，如果需要，也可在例如兩個半圓殼式限力元件的對接面的徑向一端，最佳地設置一個類似入口82的周向跨度較小的徑向通孔。相關結構的更詳細說明和圖示，可參見上文所整體結合的兩項基本專利申請，此處不再重復說明。
[0041] 繼續(xù)參見圖1～3，摩擦件70的外周面上設置有一個徑向延伸至入口82外緣的凸緣式力臂75。該力臂75與入口82最佳地具有互補的橫截面形狀，其兩個周向側表面73分別與兩個周向壁面85同時嚙合/抵觸，致使摩擦件70與限力元件180不可旋轉地連接成一個組合式袋形摩擦件。最佳地呈階梯環(huán)狀的導向件50的階梯外環(huán)的內端面上，設置有一組最佳地繞軸線X周向均布的雙向螺旋齒式導向齒52。相應地，中介件90的面對導向件50的端面上，設置有與導向齒52呈互補式構造的一組螺旋齒式導向齒92。導向齒52與92恒久地嵌合，構成最佳地繞軸線X回轉的面接觸型雙向轉動導向機構G。
[0042] 另外，中介件90通過其無齒端面上的回轉摩擦面104，可與最佳地以互補方式設置在摩擦件70相對端面上的回轉型牽引摩擦面72摩擦相連，構成回轉型面接觸牽引摩擦機構F1。而導向件50通過其無齒端面上的傳力摩擦面58，可與設置在周向凹槽78的一個內端面，也就是限力元件180的圓環(huán)狀盤形端部188b內端面的傳力摩擦面74摩擦相連，構成分別與導向件50以及摩擦件70不可旋轉地結合在一起，并在兩者間直接傳遞摩擦轉矩的回轉型面接觸傳力摩擦機構F2。牽引摩擦機構F1和轉動導向機構G共同組成端面型空間楔形機構，該機構再與傳力摩擦機構F2一起，構成電控離合器C1的軸向力封閉的空間楔合式摩擦連接機構。
[0043] 應該指出的是，本申請“直接傳遞摩擦轉矩”的含義是指，轉矩在兩構件間的傳遞路徑僅經(jīng)過一個摩擦機構，而不經(jīng)過任何第二個其它機構，其與該摩擦機構所具有的摩擦面/片的數(shù)量沒有任何關系。
[0044] 還應該指出的是，鑒于具備全周向面接觸摩擦的特點，電控離合器C1中可最佳地加注有助于散熱的制動液或冷卻液，尤其是用作制動器時，以形成濕式摩擦環(huán)境。同時，還可在摩擦件70等構件的摩擦表面或內部，參照公知技術，最佳地設置相應的彼此連通的例如徑向通道，以利于潤滑和熱量的散發(fā)。
[0045] 顯然，由于盤形環(huán)狀周向凹槽78被最佳地設置成平盤狀而非錐盤狀，因此，電控離合器C1在理論上可以不要求導向件50和中介件90的組合與限力元件180之間的同軸度精度。也就是說，可以不對摩擦連接機構中的轉動導向機構G、牽引摩擦機構F1和傳力摩擦機構F2三者之間以及三者與軸線X的同軸度做過高要求，尤其是轉速不高時。只要其兩個面接觸回轉摩擦副垂直于軸線X，以及僅具有很小相對轉動量的導向件50和中介件90相互間同軸線設置即可。而相對現(xiàn)代工藝，保證該兩個環(huán)狀構件之間的同軸度僅是一件簡單和低成本的勞動。因此，這將顯著降低制作、裝配和使用電控離合器C1的要求和成本，并拓展其使用領域。
[0046] 下面再結合圖3來說明雙向轉動導向機構G的詳細關系和結構特征。其中，最佳地具有梯形橫截面且沿徑向延伸的每對端面型螺旋齒式導向齒52和92的相互面對的導向面54和94，均被互補地構造成螺旋型齒面，兩者周向相互貼合后，便可形成對應于不同圓周方向的兩組面接觸的螺旋式導向摩擦副。優(yōu)選地，分別朝向不同圓周方向的兩組導向面54a和
94a以及54b和94b的兩個互補的升角λa和λb，均對稱地等于λ。一般地，0＜λ≤ξ，特殊地，ζ＜λ≤ξ或者0＜λ≤ζ(當ζ＞0)。顯然，如果只需傳遞單向轉矩，升角λa和λb中的一個，可以最佳地等于平行于軸線X的90度。優(yōu)選地，所有導向齒52和92的齒高，均被設置成不妨礙對應于不同圓周方向的兩組導向面54a和94a以及54b和94b在軸向上的同時貼合，亦即各自的齒頂與各自所處齒槽槽底面的軸向最小間距δ最佳地大于零，以保證轉動導向機構G的周向自由度/間隙可以等于零。
[0047] 為隨時實現(xiàn)空間楔合式摩擦連接機構的入楔和去楔，電控離合器C1中還特別設置有入楔控制機構，以可操縱地強制建立或撤銷摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接。其中，入楔控制機構包括一個轉動導向式無級支撐機構SS，其具有作為被支撐件的摩擦件70、支撐件220以及限力元件180，參見圖1～3。大致呈環(huán)狀的支撐件220，以軸向上可同時剛性抵觸至摩擦件70和周向凹槽78的另一個內端面也就是支撐端面189，以及作有限轉動的方式，設置在摩擦件70與限力元件180之間。
[0048] 本實施例中，無級支撐機構SS具體為一個以支撐件220為中介件且具有極限角ξ′的又一個空間楔形機構，其設置有最佳地單向型的轉動導向機構UG。該導向機構UG的兩組具有互補構造的單向螺旋齒式導向齒62和232，分別設置在摩擦件70和支撐件220的相互面對的圓環(huán)形端面上，以使兩者轉動導向地抵觸相連。實際上，導向齒62和232也可以分別設置在支撐端面224和189上。參見圖1、3，導向齒62和232最佳地具有鋸齒狀齒形，二者設置有升角為λ′的螺旋型互補式導向面64和234，最佳地平行于軸線X的非導向面61和236，以及齒頂面238。其中，0＜λ′≤ξ′，ξ′的定義同于ξ。
[0049] 另外，支撐件220的外周面上最佳地設置有沿入口82外徑向延伸的力臂222。該力臂222具有周向上適當向內傾斜的周向側表面228，可使該力臂222與入口82的兩周向壁面85之間最佳地形成轉動間隙，并保證支撐件220相對限力元件180具有足夠的周向自由度ε′。這樣，相對限力元件180轉動支撐件220，便可在該周向自由度ε′之內，以相互抵觸的回轉型支撐端面224和189為基準面，軸向無級地調節(jié)摩擦件70的被支撐高度/被推離距離。該調節(jié)可推動摩擦件70將中介件90和導向件50無間隙地剛性壓緊/抵觸在傳力摩擦面74上，或者撤銷該剛性壓緊/抵觸狀態(tài)，從而強制性地建立或撤銷摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接，并最終迫使空間楔形機構在兩個圓周方向上可靠地入楔或解楔。其中，導向件
50、中介件90、摩擦件70和支撐件220在周向凹槽78中的軸向自由度/間隙δ′，大于零但小于等于上述周向自由度ε′所對應的轉動導向運動的軸向移動距離ε′×tgλ′。最優(yōu)地，可在例如傳力摩擦面74與摩擦件70之間設置螺旋壓簧，或者，在限力元件180的相應徑向孔中設置直線鋼絲彈簧，分別由中介件90一端持續(xù)地抵觸至摩擦件70的外徑向凸緣(未示出)或力臂
75，以使分離狀態(tài)中的軸向自由度/間隙δ′，始終位于摩擦機構F1或F2的摩擦面之間，從而降低摩阻和磨損。
[0050] 因此，使用過程中，只要能夠強制性地建立空間楔合式摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接，便可隨時迫使空間楔形機構在兩個圓周方向上立即可靠地入楔/楔合，從而致使電控離合器C1接合。比如，致使支撐件220相對摩擦件70沿例如圖1、3中箭頭P所指方向轉動，并完成上述軸向力封閉式抵觸連接之際或之后，只要導向件50持續(xù)地具有沿圖1、3中箭頭P所指方向相對摩擦件70作驅動轉動的趨勢，摩擦件70均將借助牽引摩擦機構F1的牽引摩擦轉矩，牽引著轉動導向機構G的中介件90，相對導向件50沿箭頭R所指方向作轉動導向運動。該轉動導向運動所產生的軸向移動/脹緊力，在將導向齒92瞬間楔緊在導向面54a和牽引摩擦面72所圍成的端面楔形空間中，也就是中介件90將導向件50與摩擦件70楔合成一個摩擦體，牽引摩擦機構F1因而軸向接合的同時，該脹緊力還將導向件50即刻脹緊在限力元件180的相應內端面也就是傳力摩擦面74上，以形成軸向力封閉式抵觸連接的方式，致使傳力摩擦機構F2也同步接合，并將導向件50與摩擦件70周向上直接連接成一個摩擦體。參見圖2下半部分。
[0051] 于是，電控離合器C1隨著空間楔形機構的楔合而接合。由管狀基體60內孔中的第一軸200傳入的驅動轉矩M0，分成經(jīng)由轉動導向機構G和牽引摩擦機構F1傳遞的楔合摩擦轉矩M1，以及經(jīng)由傳力摩擦機構F2直接傳遞的傳力摩擦轉矩M2，分別傳遞給周向一體的摩擦件70和限力元件180，再經(jīng)后者內、外周面或端面(如端面凸緣環(huán))上的未示出的傳力特征曲面，傳遞給與其耦合的未示出的其它構件。其中，M0＝M1+M2。顯然，上述軸向脹緊力、楔合力/接合力和各摩擦力的大小，均完全自適應地正比于M1，也就是驅動轉矩M0。
[0052] 無疑地，由于周向上的對稱性，導向件50沿圖3中箭頭R所指方向相對摩擦件70作驅動轉動時的工作過程，自然完全類似于上，此處已無贅述的必要。另外，轉矩也可按與上述相反的路徑傳遞，而工作過程不會有任何實質差別。
[0053] 但應該特別指出的是，如上所述，電控離合器C1僅在具有ζ＜λ≤ξ的設置中，可以獲得自適應地相對驅動轉矩過載打滑的防過載破壞功能，但前提是轉矩必需由導向件50向摩擦件70/限力元件180傳遞，也就是沿如上所述的由軸到輪的路徑方向傳遞，而不是相反。具體地，由動量矩定理/動量定理的運動學基本常識可知，具備不可忽視的轉動慣量的負載，或者與該負載相耦合的限力元件180，其轉速不可能在電控離合器C1接合的瞬間產生階躍式的飛升或驟降。所以，當被摩擦連接的負載構件與第一軸200之間存在較大轉速差時，具有ζ＜λ≤ξ設置的電控離合器C1的上述楔合式接合過程，必然是一個自適應地出現(xiàn)短暫的過載滑轉的過渡過程，直至過載結束，不會產生有害沖擊，也不會致停原動機或造成相關構件的損壞。而且，其摩擦滑動轉矩/軸向接合力始終自適應地等于或對應于驅動轉矩M0，不會致其楔死。顯然，該過載打滑的接合特性將特別有利于離合和制動的工況。
[0054] 而在接合狀態(tài)中，只要能夠強制性地撤銷空間楔合式摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接，便可隨時迫使空間楔形機構在兩個圓周方向上可靠地去楔/解楔，從而致使電控離合器C1分離。比如，致使支撐件220克服外部作用力，以及作用于導向面234和支撐端面224的摩擦阻力，相對摩擦件70沿例如圖3中箭頭R所指方向作解楔轉動，也就是作解除無級支撐機構SS的導向作用的轉動，使其失去軸向支撐作用，即可即刻強制撤銷上述摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接。導向面64與234之間的法向壓力和其轉動導向作用，將隨著兩導向面產生相互脫離接觸趨勢的一瞬間而同時消失。自然，基于該機構SS的軸向支撐力而工作的兩個摩擦機構F1和F2以及整個空間楔形機構，將隨即分離或解楔，并因為機構G、F1和F2不可同時軸向貼合，而令空間楔形機構在兩個圓周方向上失去再次楔合的可能。于是，電控離合器C1結束接合并再次轉入解楔式分離狀態(tài)/工況，中介件90開始跟隨導向件50一起相對摩擦件70和限力元件180空轉。參見圖2上半部分。
[0055] 上述技術方案已經(jīng)完整地記錄在上文所整體結合的兩項基本專利申請中，并且不是本申請的說明重點。本申請說明的重點在于，如何致動上述無級支撐機構SS，也就是如何驅動支撐件220相對限力元件180或被支撐件轉動，以強制性地建立或撤銷上述摩擦連接機構的上述軸向力封閉式抵觸連接。為此目的，入楔控制機構還包括一個促動機構AC，以及至少一個電致動機構EM。
[0056] 參見圖1～2，促動機構AC最佳地是一個圓柱凸輪機構，其包括軸向地設置在圓環(huán)狀盤形端部188a外端面上的至少一個螺釘式基準凸起122，徑向地設置在力臂222外周面上的導向凸起132，以及可滑轉地設置在限力元件180外周面上的促動環(huán)120。相應地，沿盤形端部188a內徑向延伸的促動環(huán)120的徑向凸緣129的內徑側，設置有以周向自由度最佳地等于零的方式可滑動地收納基準凸起122的對應的基準孔124，以及，其內周面上設置有可滑動地收納導向凸起132的具有一定螺旋升角的導向槽134。導向槽134是一個徑向通孔式的槽道，當然，其也可以是延伸至端部的內周面槽道。
[0057] 為使促動機構AC，更確切地說是為致使促動環(huán)120可以自動地復原至非促動狀態(tài)時的工作位置，亦即非促動工位，促動環(huán)120應具有可持續(xù)地彈性抵觸至限力元件180的能力。為此，在基準凸起122的外周面上還套設有復位彈簧150。該彈簧150的一端抵觸至基準孔124的外端面，另一端則抵觸至基準凸起122尾端的徑向凸緣上，以間接地設置于促動環(huán)120與限力元件180之間的方式，將促動環(huán)120的軸向可移動距離/軸向自由度限定為不小于L。顯然，為均勻施力，基準凸起122和復位彈簧150應最佳地多于一個，例如，周向均布三個以上。
[0058] 應順便指出的是，上述設置并非唯一或最佳。比如，可將基準凸起122徑向地設置在例如盤形端部188a的外周面上，將基準孔124相應地設置在促動環(huán)120的管形段上，將復位彈簧150設置在促動環(huán)120與限力元件180內外周面之間。為此，限力元件180的外周面最佳地呈階梯狀，其階梯端面最佳地平齊于力臂75的同向端面，兩者以面向盤形端部188b的方式，同時抵觸至復位彈簧150。復位彈簧150的外端，亦即軸向左端，則抵觸至設置在促動環(huán)120外端的內徑向凸緣的內端面。而該凸緣，又被設置于盤形端部188b外周面周向槽中的卡環(huán)定位。對應地，位于促動環(huán)120另一端的內徑向凸緣129，應最佳地變型為外徑向延伸的凸緣。
[0059] 還應指出的是，為使支撐件220獲得彈性入楔的能力，還可將導向凸起132設置成彈性凸起。比如，以彈簧鋼絲制成，或者，在例如左視圖1時的導向凸起132的順時針一側，亦即圖3中的箭頭R所指一側，再間隙地設置一個徑向的彈簧鋼絲，與導向凸起132組成一個復合凸起。如此，支撐件220便具有了彈性入楔和剛性去楔的能力。
[0060] 設置上，促動機構AC具有這樣的效果。即，促動環(huán)120處于軸向上的常態(tài)的非促動工位時，例如圖2中的相對左端位置，即便導向凸起132抵觸至導向槽134的周向壁面，支撐件220的相對轉動也不會致使無級支撐機構SS建立起上述軸向力封閉式抵觸連接。而軸向移動促動環(huán)120，例如于圖1～2中由左至右移動一個軸向距離L，通過導向槽134的移動導向作用，可致使導向凸起132相對限力元件180轉動，例如沿圖1、3中的箭頭P所指方向，從而帶動支撐件220相對摩擦件70作同向的導向式轉動，并在支撐件220周向抵觸至入口82的周向側壁面85之前，以及，導向凸起132抵觸至導向槽134的軸向壁面之前，推動摩擦件70將中介件90和導向件50剛性地抵觸至傳力摩擦面74上，以強制性地建立起軸向力封閉式抵觸連接，如圖2的下半部所示。而軸向反向移動促動環(huán)120，也就是由圖2右端的促動工位移動距離L回到左端的非促動工位，則執(zhí)行完全相反于上的動作，強制撤銷上述軸向力封閉式抵觸連接，并可使上述構件之間的軸向自由間隙之和，再次接近或等于軸向自由度δ′，如圖2的上半部所示。自然，復位彈簧150作用于促動環(huán)120的彈力，必需大于強制撤除無級支撐機構SS的上述無級支撐所需的軸向驅動力。
[0061] 繼續(xù)參見圖2，用于致動促動機構AC的電致動機構EM(圖1中未示出)，包括設置在促動環(huán)120內徑向凸緣129外端面的環(huán)狀銜鐵部分128，由銜鐵部分128徑向內外兩側軸向延伸出來的導磁凸緣環(huán)126a和126b，以及間隙地位于導磁凸緣環(huán)126a和126b所圍成的環(huán)狀空間中的內置有電磁線圈232的環(huán)狀磁軛230。磁軛230及其電源線固定連接至未示出的機架上，其與銜鐵部分128之間的軸向間距，大于等于上述移動距離L，其電磁吸合力大于復位彈簧150作用于促動環(huán)120的彈力，以確保促動環(huán)120可以完成其導向式軸向移動。
[0062] 于是，使用過程中，只要給電控離合器C1傳送相應的電信號，便可隨時完成令其接合或分離的簡單操縱。即，只要給電致動機構EM通電，便可如上所述地致動促動機構AC，令保促動環(huán)120移至促動工位，以致使無級支撐機構SS建立起所需的無級支撐，從而強制性地建立起上述的軸向力封閉式抵觸連接，并最終致使電控離合器C1接合。而只要切斷供給至電致動機構EM的電能，便可如上所述地通過促動機構AC，令保促動環(huán)120回到非促動工位，以致使無級支撐機構SS瞬間撤除其剛性的無級支撐，從而強制性地撤銷上述軸向力封閉式抵觸連接，并最終迫使電控離合器C1分離。
[0063] 顯然，電控離合器C1的使用/操縱方法完全相同于現(xiàn)有技術。
[0064] 而為了確保中介件90在兩個圓周方向上的可靠入楔，確保參數(shù)ε′和δ′固定不變，以及，確保入楔動作的可靠性和一致性，入楔控制機構還最佳地包括有將轉動導向機構G的周向自由度ε限制在區(qū)間[0，2δ′/tgλ]內的周向限位機構。該周向限位機構最佳地是一個設置在導向件50和中介件90之間的軸向/徑向銷槽式嵌合機構，其至少包括一個的對中式限位凸起68設置在其中的比如導向齒齒頂面上，例如圖1～3中示意的導向齒52的齒頂面上。而用以軸向滑動地恒久收容該凸起68的對中式限位凹槽118，則相應地設置在相對的例如導向齒92的諸如齒槽底面上。最佳地，限位凸起68應至少兼具周向彈性，并設置在導向齒52的徑向最內側，例如，由一個嵌入式的彈簧鋼絲充當。此時，周向限位機構的周向自由度ε，可最佳地約等于零。
[0065] 當然，為使中介環(huán)90軸向上持續(xù)地彈拉/壓向導向環(huán)50，最佳地兼具彈性的限位凸起68和凹槽118，也可徑向地設置在導向件50與中介件90的相互面對的內外周面上，包括管狀基體60的外周面上，或者，間接地設置在與導向件50和中介件90不可旋轉相連的其它構件上。例如，設置在限力元件180的內周面和中介件90的外周面上，并可具有諸如導向鍵/銷連接的形式，參見圖7。相關說明詳見上文所整體結合的兩項基本專利申請。另外，上述軸向彈拉/壓功能也可由一個獨立的彈性元件提供，例如，同時套設在中介件90和導向件50的外周面上且兩個端頭分別嵌入該兩個外周面上相應徑向沉孔中的螺旋拉簧。
[0066] 設置上，周向限位機構具有這樣的效果。即，分離狀態(tài)中，中介件90與導向件50的軸向抵觸，最佳地均以導向面54a和94a以及54b和94b同時接觸的方式進行。這樣，在任何方向上的楔合式接合，電控離合器C1均不會產生周向空行程，以及相應的摩擦沖擊。并且，去楔式的分離過程將簡捷而迅速，具有顯著的階躍性。即使升角λ取值于0～ζ的爬升角區(qū)間，限位凸起68的周向阻擋作用也會令該過程以階躍方式完成，而不會以漸變方式完成。
[0067] 另外，為適應高速轉動，還可最佳地在促動環(huán)120內徑側入口82的未被填滿的剩余空間中，設置至少一個例如與該剩余空間最佳地具有互補構造的例如弧形平衡元件/配重塊。該平衡元件最佳地被徑向定位，例如，借助貫穿于其軸向孔中，并固定連接至限力元件180的軸向孔81中的至少一個固定銷，參見圖2。
[0068] 必需特別指出的是，一方面，由工作機理和常識可知，致使電控離合器C1接合和分離的促動力或致動力，也就是作用于促動環(huán)120的軸向驅動力，或導向槽134作用于導向凸起132的致動轉矩，用于分離的相較用于接合的為大。另一方面，參照前文所述，無級支撐機構SS的導向升角λ′被設置得越接近于極限角ξ′，支撐件220作分離解楔轉動所需的解楔轉矩就越接近于零，強制解楔也就越容易。理論上，該解楔轉矩隨著λ′等于ξ′而等于零(支撐件220臨界于被作用在導向面234上的法向力周向“擠出”的狀態(tài))。自然，對應于該解楔轉矩的驅動促動環(huán)120的軸向力或導向槽134作用于導向凸起132的致動轉矩，也可因此接近于或等于零。
[0069] 因此，為便于實施精確靈敏的控制和節(jié)能，本發(fā)明中無級支撐機構SS的導向升角λ′，應最佳地接近或等于ξ′。這樣，所必需的復位彈簧150的剛度和電致動機構EM的電磁力均可顯著降低。當然，λ′也可有限度地大于ξ′，代價是電磁吸合力的增大。而如果λ′顯著小于ξ′，將會導致所需復位彈簧150剛度的增大，以及所需電磁吸合力的增大。
[0070] 本領域技術人員至此不難發(fā)現(xiàn)，相較現(xiàn)有技術的電控離合器，依據(jù)本發(fā)明的電控離合器C1具有諸多有益效果。
[0071] 首先，電致動機構EM的電磁力僅僅是其接合與分離的動作執(zhí)行信號，與其所傳遞的轉矩或功率毫不相關。同時，與電磁力毫不相關的空間楔形機構，更因為其用于傳遞動力轉矩的所有摩擦機構均為完全面接觸類，而具有了對應于應力極限的無可比擬的傳動能力和抗沖擊能力。同時，其徑向和軸向尺寸也相應地大為降低。
[0072] 其次，由于其接合力與電致動機構EM的電磁力無關，因而，其電耗大為降低(后續(xù)實施例中更低)，自然，相應的傳動效率和發(fā)熱量也大為降低。
[0073] 再次，由于電控離合器C1的核心是一個空間楔形機構，其接合和分離，也就是該機構入楔和去楔，都天然地具有觸發(fā)式快速完成的特點。而無級支撐機構SS和致動其的電致動機構EM等，都只是決定是否入楔和去楔的輔助機構，并不具有改變入楔和去楔機理的任何可能和功能。因此，電控離合器C1具有動作響應靈敏快捷，接合迅速可靠的特點，并且適用于頻繁動作或要求快速接合和分離的應用部位。
[0074] 最后，對于具有參數(shù)0＜λ≤ζ(針對ζ＞0的情況)的設置方案，電控離合器C1更因為具有絕對無滑轉的特性，在兼具有可替代現(xiàn)有技術中的牙嵌式電磁離合器的通用性優(yōu)點之際，更保持有無級接合的固有優(yōu)點。
[0075] 例如，在導向件50的內徑不小于50mm，限力元件180的外徑介于98～175mm，軸向寬度介于60～100mm，以及工作系數(shù)和摩擦系數(shù)分別為2.0和0.1時，只有約半周可以楔合和傳力的電控離合器C1，其楔合式摩擦公稱轉矩便可達2,790～16,900N·m的量級水平。即便因設置散熱溝槽等工藝結構而有所降低，其傳動能力仍將遠遠高于現(xiàn)有技術，特別是轉矩傳遞的密度/容量。
[0076] 應該指出的是，為謀求更大的設計自由度和使空間楔形機構更容易楔合或解楔，本發(fā)明還具有各種提升極限角ζ和ξ數(shù)值的技術手段。包括，將轉動導向機構G的導向面54和94設置成傾斜式螺旋型齒面，將牽引摩擦機構F1的摩擦面72和104設置成截錐面，以致使軸截面內導向面54和94或摩擦面72和104與軸線X的夾角/半錐頂角不再等于90度，而是等于0～180度之間的其它值；將牽引摩擦機構F1設置成多摩擦片式摩擦機構；以及，將具備更大摩擦系數(shù)的材料或元件附裝至摩擦面72和104中的至少一個上。這里應順便提及的是，本說明書已經(jīng)給出了關于極限角ζ和ξ的清晰的文字定義和說明，無需付出任何創(chuàng)造性的勞動，本領域的普通技術人員均可據(jù)此推導出其函數(shù)關系式/計算公式。
[0077] 本領域技術人員基于常識可知，為增大同等直徑時電控離合器C1的轉矩容量/傳動能力并降低軸向脹緊力，牽引摩擦機構F1和傳力摩擦機構F2也可依公知技術，被如上所述地分別或同時設置為多摩擦片式摩擦機構，并因此而具有數(shù)量上多于一個的一組牽引摩擦副或傳力摩擦副。
[0078] 容易想到，如果在圖1或圖2中的傳力摩擦面58和74之間，再軸向對稱地設置一個中介件90，并與導向件50及組合式袋形摩擦件分別對稱地組成再一個轉動導向機構和牽引摩擦機構，那么，電控離合器C1將不再具有傳力摩擦機構F2，而是同時具有兩個共用同一個組合式袋形摩擦件的牽引摩擦機構F1。如果對調導向件50和中介件90的軸向位置，摩擦機構F1和F2便也將軸向對調，變型后的傳力摩擦機構將與導向件以及摩擦件分別直接剛性地結合在一起。如果互換轉動導向機構G與牽引摩擦機構F1雙方，也就是成對地互換導向齒52、92與摩擦面72、104的軸向位置，電控離合器C1便可在由輪到軸的傳遞路徑上，具備過載打滑的保護功能，參見圖7。此時，圖1～2中的摩擦件70與導向件50，實際上已互換角色。而如果將摩擦件70與中介件90合并成一個零件，并在傳力摩擦面58與74之間置入一個內孔中耦合有不同傳動軸的摩擦環(huán)，摩擦件70將變型為中介件。即，后兩種變型中，被支撐件已分別由導向件和中介件充當。
[0079] 另外，如定義中所述，本發(fā)明沒有對轉動導向機構G及其導向齒52、92作出具體限制，其不必需具有最佳的螺旋齒結構，也不必需具有互補的導向齒面。因此，該導向機構G及其導向齒和導向齒面可具有任意具備轉動導向功能的形式和形狀。導向齒可按離散形式設置在端面/周面上，也可按諸如單頭或多頭螺紋的方式，周向延續(xù)地設置在相應的內/外周面上。而在后一種設置形式中，其可最佳地設置成具有諸如矩形、梯形、鋸齒形或三角形等截面形狀的螺旋齒。同樣道理，只要能夠最佳地實現(xiàn)軸向的互補式貼合/抵觸，牽引摩擦機構F1和傳力摩擦機構F2的各自兩組回轉摩擦副的截錐式回轉型摩擦面，可以基于任意曲線/母線繞軸線X回轉而成，并可以是設置有用以散熱或排除液體/氣體的溝槽的非連續(xù)表面。
[0080] 因此，電控離合器C1還可以具有這樣的變型。即，將其中的轉動導向機構G的螺旋齒式導向齒52和92設置在管狀基體60的外周面以及中介件90的內周面上，或者，設置在中介件90的外周面以及形成于導向件50徑向外環(huán)側的環(huán)形端面凸緣的內周面上(相當于徑向翻轉中介件90以及導向件50的位置)。或者，去除導向件50，借助諸如精密鑄造、澆鑄、壓鑄或注塑等工藝，將導向齒52直接剛性地形成在傳力摩擦面74上，以使限力元件180變型為具有軸向力封閉功能的袋形導向件。相應地，應在圖1、2所示的中介件90與摩擦件70之間，徑向置入一個內孔耦合至第一軸200的盤形摩擦環(huán)，電控離合器C1便可變型為導向件為袋形構件的輪-軸傳動式電控離合器。而如果再以另一軸固定連接至中介件90的內孔，其導向件就將與中介件90互換角色并變型為袋形中介件，上述變型更將進一步變型為中介件為袋形構件的軸-軸傳動式電控離合器。
[0081] 更進一步地，去除上述導向件為袋形構件的變型中的周向限位機構，去除原有的摩擦件70和支撐件220，將具有導向凸起132的力臂222移植到中介件90的外周面上，與促動環(huán)120組成調節(jié)機構，并如上所述地設置λ≈ξ，便可得到具有四構件的最簡結構變型?？刂圃撟詈喗Y構變型的促動環(huán)120的軸向移動，便可令中介件90解楔或在單一圓周方向上入楔。對應地，接合狀態(tài)中的該最簡結構變型僅可在其楔合所對應的圓周方向上傳遞轉矩，不可相反，除非反向移動促動環(huán)120至換向入楔。因此，該最簡結構變型不再具有電控離合器C1經(jīng)一次楔合，便可在任意圓周方向上自適應地隨時換向傳遞轉矩的性能優(yōu)點。無疑，上述中介件為袋形構件的變型也可進一步具有類似于此的四構件最簡結構變型。
[0082] 有關軸向力封閉結構及環(huán)狀袋形構件的更多變型的圖示和說明，以及電控離合器如何具備柔性接合能力的圖示和說明，可參見上文所整體結合的兩項基本專利中請，以及本申請人在全文結合于此的中國專利文獻CN102537126A和CN102758861A中所公布的技術方案，本申請此處不作進一步說明。
[0083] 本發(fā)明中，促動機構AC和電致動機構EM并不限于本實施例所示的一種型式和設置位置。相反，其可以具有任何一種所需要的型式和設置位置，參見后續(xù)說明，只要其直接或間接地同時連接至轉動導向機構G或UG的兩個導向齒52和92或者62和232，能夠響應于電信號而致使中介件90入楔和解楔，也就是致使電控離合器例如C1接合和分離即可。比如，除本申請實施例所公布的方案之外，還可具有電液致動方案。這只要參照上文所整體結合的專利文獻WO2012/089131A1中的技術指引，將對其中的流體無級支撐機構的促動，以及對相關控制閥致動，交由電致動機構完成即可。
[0084] 而且，如后續(xù)實施例所述，實施例一中的電致動機構EM也不必需持續(xù)地通電吸合。例如，在限力元件180與促動環(huán)120的內外周面之間，設置一個諸如彈簧鋼球的彈性凹槽式定位機構，便可將促動環(huán)120彈性地定位在其促動或非促動工位上。于是，電致動機構EM只需一個脈沖式的吸合動作，便可完成致使電控離合器C1接合的致動動作。而分離致動，可通過并列設置的再一個電致動機構以同樣的脈沖式吸合動作完成，該機構通過一個外端抵觸至促動環(huán)120的杠桿機構，便可類似汽車起動機中的電磁開關一樣，將吸合運動變成對后者的軸向推離運動。
[0085] 如前所述，有鑒于本申請的說明重點在于如何致動無級支撐機構SS，因此，下述實施例將主要針對促動機構AC和電致動機構EM的典型結構形式進行說明。其它機構的各種變型和說明，可參見上文所整體結合的兩項基本專利申請。
[0086] 實施例二：軸向促動類空間楔合式電控離合器C2
[0087] 參見圖4，相對電控離合器C1，電控離合器C2的主要變型在于，促動機構AC包括一個偏心導槽機構，以及一個導向棘輪機構GR。
[0088] 該偏心導槽機構的行星軸42，可轉動地設置在盤形端部188a內端面的對應于入口82處的軸向孔中。由盤形端部188a外周面的徑向孔插入的至少一根鋼絲狀定位彈簧45的中部，持續(xù)地沒入行星軸42外周面的相應周向槽中，在軸向固定住行星軸42的同時，還以貼合至該周向槽底面的相互平行的兩個切割平面49之一的方式，將行星軸42周向位置予以彈性固定。設置在行星軸42內端的行星齒輪40，可轉動地收納于上述軸向孔內端的半圓狀缺口
183中，并通過其外周面的輪齒，持續(xù)地嚙合至設置在促動環(huán)120對應內周面的輪齒123。設置在行星齒輪40內端面的偏心軸頭44，最佳地是一根彈簧鋼絲。偏心軸頭44可滑動地軸向延伸至位于力臂222上的沿徑向延伸的導槽240中。為便于裝配，該導槽240最佳地徑向延伸至力臂222的外周面，并形成外徑向缺口。于是，轉動促動環(huán)120，便可驅動行星齒輪40同向轉動，進而通過偏心軸頭44對導槽240周向壁面的抵觸作用，驅動支撐件220相對轉動。因而，借助常識性的設置，便可將偏心軸頭44的位于兩個周向極端位置間的切換式運動，轉換為支撐件220的致使電控離合器C2進入接合和分離工況的介于促動和非促動工位之間的周向擺動。裝配時，可先就位行星齒輪40和定位彈簧45，并在安裝完支撐件220后，再將偏心軸頭44設置到行星齒輪40的端面上。
[0089] 為適應于促動環(huán)120的轉動，其與銜鐵部分的連接方式變型為可旋轉的軸向固定。即，銜鐵環(huán)130可旋轉地設置在促動環(huán)120內周面外端部的階梯面上，并被設置在后者外端周向槽中的卡環(huán)184軸向固定住。當然，為降低轉動阻力，還可在卡環(huán)184內端設置墊圈，并在該墊圈與銜鐵環(huán)130之間設置若干滾珠。
[0090] 用于驅動促動環(huán)120轉動的單向導向棘輪機構GR，其柱銷狀棘爪264和預緊彈簧266，設置在位于盤形端部188b外周面的徑向孔中，并徑向地抵觸至設置于促動環(huán)120外端內周面的單向型導向棘齒136。導向棘齒136的朝向電致動機構EM的嚙合面，具有不平行于軸線X的升角，例如60度。這樣，當促動環(huán)120由左向右移動距離L時，銷狀棘爪264與導向棘齒136的嚙合作用將產生移動導向作用，并驅動促動環(huán)120相對限力元件180轉動。而促動環(huán)
120的由右向左的復原移動，銷狀棘爪264將以壓縮彈簧266的徑向避讓形式，從導向棘齒
136的齒背面滑過，而不具有移動導向作用。
[0091] 設置上，促動機構AC具有這樣的效果。即，促動環(huán)120由左極端的非促動工位向右極端的促動工位每移動一次，也就是移動距離L一次，銷狀棘爪264與導向棘齒136嚙合面的導向作用，將驅動行星齒輪40相對限力元件180剛好轉動半周/180度，并正好被定位彈簧45彈性固定住周向位置，同步地，偏心軸頭44將正好轉動至其兩個周向極端位置之一，并被彈簧45彈性固定住。
[0092] 因此，只要電致動機構EM完成一次脈沖式吸合動作，就可致使促動機構AC完成一次對無級支撐機構SS的往復式促動/致動，并以交替方式，強制性地建立或撤銷空間楔合式摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接，從而致使電控離合器C1接合或分離。而且，完成促動之后，促動機構AC可自動保持其促動效果，而其促動環(huán)120卻可以自動地軸向回位，并不需要電致動機構EM提供任何維持力或能量。
[0093] 毫無疑問，對電控離合器C2的操縱只需觸發(fā)能量，而無需任何維持摩擦轉矩/正壓力的持續(xù)能量。即，只在改變工況時消耗一次時間極為短暫的脈沖式電量，因而其耗電成高倍數(shù)地低于電控離合器C1，相較現(xiàn)有技術，更是相當于沒有耗電和發(fā)熱。
[0094] 實施例三：軸向促動類空間楔合式電控離合器C3
[0095] 參見圖5～6，相對電控離合器C2，電控離合器C3僅僅針對促動機構AC進行了簡單的變型。
[0096] 首先，促動機構AC包括一個作用等同于所述偏心導槽機構的圓柱凸輪機構。該機構AC包括軸向中段設置有階梯狀凸輪段46的行星軸42，內徑向地收納該行星軸42的階梯狀切向凹槽170。其中，切向凹槽170被以切向延伸的方式，設置在盤形端部188a的對應于入口82的外周面上。圓柱凸輪槽48設置在凸輪段46的外周面上，其轉動式導向運動，可致使恒久地收納于其中的桿狀從動件110沿凸輪軸向作往復式導向擺動。最佳地，該從動件110由直線彈簧絲制成，并穿過切向凹槽170的軸向延伸至盤形端部188a外周面的軸向缺口178，固定連接至力臂222的相應軸向孔中。用以彈性定位行星軸42周向位置的鋼絲狀定位彈簧45，由盤形端部188a的外端面插入相應的軸向孔中。
[0097] 其次，促動機構AC還包括一個行星式端面棘輪機構。其具有，空套在行星軸42上的行星齒輪40，與行星齒輪持續(xù)嚙合的設置在促動環(huán)120內周面的圓環(huán)齒條狀輪齒123，以互補方式分別設置在凸輪段46和行星齒輪40雙方相對端面上的端面型單向棘輪43和41，以及，將行星齒輪40持續(xù)地彈壓向凸輪段46的預緊彈簧266。其中，切向凹槽170包括，可轉動地收納行星軸42的回轉段172，分別間隙地收納凸輪段46和行星齒輪40的凸輪段174和行星段176。預緊彈簧266即以凸輪段174a的端壁面為支撐面，通過行星齒輪40最終將凸輪段46彈壓在凸輪段174b的端壁面上。
[0098] 設置上，促動機構AC具有這樣的效果。即，促動環(huán)120由左極端位置向右極端位置每移動一次，也就是移動一個致動距離，便可驅動行星齒輪40相對限力元件180剛好轉動一周的2β分之一，并通過所述端面棘輪機構對凸輪段46的單向驅動作用，致其正好將從動件110由周向的一個極端位置，位移到另一個極端位置。同時，還致使行星軸42正好被定位彈簧45彈性固定住周向位置。其中，β是圓柱凸輪機構或凸輪槽48所具有的推程的數(shù)目。對應地，切割平面49以及單向棘輪43和41的棘齒數(shù)的數(shù)目，應該是2β的至少一倍，且應最佳地周向均布。
[0099] 裝配電控離合器C3時，應先將行星齒輪40預置在一個特定位置上，該特定位置對應于正常情況下促動環(huán)120與行星齒輪40解除嚙合時的臨界工位，這樣，便可保證促動環(huán)120軸向入位后，正好致使從動件110處于圓柱凸輪槽48的一個極點位置上。之后，再裝配銜鐵環(huán)130和卡環(huán)184等構件。
[0100] 顯然，電控離合器C3具有完全同于電控離合器C2的脈沖式致動方式，工作過程和有益效果。而且，因從動件110響應于凸輪段46轉動一周的往復次數(shù)可事先設定，電控離合器C3更具有促動環(huán)120軸向移動距離可調，或設計自由度更大的優(yōu)點。而且，促動環(huán)120的上述致動距離，可顯著小于前述的致動距離L，因此，電控離合器C3具有進一步縮小軸向尺寸。
[0101] 容易想到，還可在行星軸42與促動環(huán)120內周面之間的未被填滿的回轉段172的空間中，以互補方式各設置一個填充件，最佳地徑向限定住行星軸42。
[0102] 實施例四：周向促動類空間楔合式電控離合器C4
[0103] 參見圖7～11，與前述實施例不同，電控離合器C4是一個直接借助脈沖式周向摩擦力來致動無級支撐機構SS的實施例。
[0104] 其中，轉動導向機構G與牽引摩擦機構F1雙方的軸向相對位置正好相反于前述實施例。即，成對地互換了導向齒52、92與摩擦面72、104的軸向位置，力臂75變型為力臂55。而摩擦件70內徑側的管狀基體76，由內周面84b軸向地伸出，并被滾針軸承206a和206b，分別可轉動地支撐在階梯狀的第一軸200的外周面以及限力元件180的內周面84b上。管狀基體76的外周面或者端面上上，設置有例如牙嵌齒、輪齒、花鍵或鍵槽等傳力特征曲面。另外，最佳地兼具彈性的限位凸起68間接地設置在限力元件180的內周面上，限位凹槽118則對應地設置在中介件90的外周面上，且呈軸向延伸狀。第一軸200通過花鍵副不可旋轉地連接至限力元件180的內周面84a，以驅動后者主動轉動，并使電控離合器C4在轉矩由第一軸200到摩擦件70的傳遞路徑上，具備過載打滑的保護功能。
[0105] 應順便指出的是，摩擦件70的軸向長度，不能大于入口82的軸向寬度，且裝配時，應先徑向入位摩擦件70，再徑向入位導向件50等其它構件。
[0106] 與電控離合器C2類似，本實施例中的促動機構AC也是包括有偏心導槽機構和行星齒輪機構的復合機構。參見圖7、11，其偏心導槽機構包括，至少大致徑向地設置在力臂222上的通孔式導槽240，包括行星軸42和形成于其頭部的偏心軸頭44兩部分的偏心軸。其中，行星軸42可轉動地設置在圓環(huán)狀盤形端部188a的相應的軸向通孔中，其內端面與力臂222最佳地間隙相隔，而剛性的偏心軸頭44則恒久地軸向貫穿在導槽240中，且與導槽240的兩個周向型壁面242和244之間保持有最佳地大于零的周向自由度。所述行星齒輪機構包括，至少不可旋轉地設置于行星軸42外端并抵觸至盤形端部188a的外端面的階梯軸狀行星齒輪40，以及，與其斷續(xù)嚙合的接力齒環(huán)30。
[0107] 為了以具有固定位移的簡單致動運動來自適應地獲得中介件90入楔所需的無級位移式目標運動，亦即，致使力臂222彈性入楔和剛性去楔，從而確保電控離合器C4接合/入楔的長久可靠性，促動機構AC還最佳地設置有螺旋拉簧式調節(jié)彈簧152。調節(jié)彈簧152的一端連接至偏心軸頭44的伸出導槽240的端頭部分，另一端連接至設置在力臂222內端面的軸向凸起156上，以將相互面對的導向面64和234朝相互貼緊的方向持續(xù)彈拉，例如圖11中的P方向。
[0108] 參見圖7、11，設置上，促動機構AC的各結構要素具有這樣的效果。即，左視圖11時，當偏心軸頭44順時針地周向位于壁面244一側的極端位置E1時，即便支撐件220逆時針地轉動至壁面244剛性地抵觸上偏心軸頭44，也不能致使電控離合器C4接合，更不能致使調節(jié)彈簧152收縮至復原。而當偏心軸頭44順時針自轉至周向上位于壁面242一側，且被導槽240的內徑向壁面剛性阻擋的極端位置E2時，偏心軸頭44與壁面242和244均最佳地間隙相隔，但調節(jié)彈簧152對支撐件220的周向彈拉，已經(jīng)如上所述地致動無級支撐機構SS并令電控離合器C4進入接合/楔合狀態(tài)。
[0109] 必需指出的是，偏心軸頭44被導槽240的內徑向壁面剛性阻擋而不可能繼續(xù)向上自轉時，調節(jié)彈簧152的彈力方向，已經(jīng)指向行星軸42的與軸線X相異一側。因此，偏心軸頭44僅借助調節(jié)彈簧152的彈力，便可穩(wěn)定地維持在位置E2上，亦即，持續(xù)致使電控離合器C4接合的自鎖位置上。
[0110] 應該說明的是，為方便表現(xiàn)，圖11中的導槽240被剖切成開口狀。
[0111] 顯然，調節(jié)彈簧152可以是設置在壁面242上的例如片狀彈性元件，可以是周向連接在力臂222與力臂55的兩個相對端面之間的拉簧等等。當然，也可取消調節(jié)彈簧152，例如，由彈簧鋼絲充當偏心軸頭44，使其兼具周向彈性。
[0112] 再次參見圖7～8，促動機構AC還包括用于驅動行星齒輪40轉動的接力齒環(huán)30。該齒環(huán)30可旋轉地固定在盤形端部188a外端面的管狀凸緣187上，軸向上被位于其外端面周向槽中的卡環(huán)184a限定住。接力齒環(huán)30包括繞軸線X形成的外環(huán)36和內環(huán)38，以及，將該兩環(huán)由外端面剛性地結合成一個零件的周向均布的偶數(shù)個輻板31，例如8個。在被輻板31間隔出的外環(huán)36內周面和內環(huán)38外周面上，以相互交錯的方式，分別設置有可分別嚙合至行星齒輪40的部分輪齒34和32，例如，圖8中的各四段。這樣，接力齒環(huán)30的任意轉動，部分輪齒34和32，都將致使行星齒輪40像鐘擺一樣，在其兩個極端位置間往復轉動著。
[0113] 而為驅動接力齒環(huán)30轉動，促動環(huán)120的端面上設置有至少一個軸向凸齒125，該凸齒125可分別嵌入周向均布在接力齒環(huán)30外周面的缺口狀凹槽33中，并具有數(shù)值為2K的周向自由度，其中，K＞0。最佳地，凹槽33設置在每一個輻板31徑向中線上，并形成單一周向步長/夾角S1。
[0114] 設置上，促動機構AC的上述結構要素具有這樣的效果。即，促動環(huán)120每驅動接力齒環(huán)30相對限力元件180轉動一個周向步長/夾角S1，都將通過部分輪齒34或32，驅動行星齒輪40在其圓周角固定的往復式區(qū)間內轉動一次，并致使偏心軸頭44在其極端位置E1和E2之間，以接近軸線X一次的方式，同步轉動一次。亦即，偏心軸頭44只能處于極端位置E1或E2上，并只具有經(jīng)過其徑向最低點的往復擺動式運動。而且，在例如左視圖11的視角中，行星齒輪40與兩相鄰的內輪齒34和外輪齒32的初始裝配位置是，如果偏心軸頭44處于極端位置E1，行星齒輪40位于內輪齒34的順時針一側，而如果偏心軸頭44處于極端位置E2，行星齒輪40則位于內輪齒34的逆時針一側。同時，輪齒34和32具有相等的齒數(shù)，該齒數(shù)可致使偏心軸頭44正好完成在兩個極端位置E1和E2之間的切換轉動。
[0115] 因此，只要能夠每次驅動接力齒環(huán)30轉動一個周向步長/夾角S1，而不論是否沿著上一次的轉動方向進行，均可完成電控離合器C4的接合與分離工況的致動切換。而為確保促動環(huán)120每次僅驅動接力齒環(huán)30轉動一個周向步長/夾角S1，促動機構AC還包括有步長控制機構。參見圖7、10，該機構是一個空間導向機構。其包括，設置于促動環(huán)120的對應于軸向凸齒125一端的內周面上的最佳地均布的至少兩個端面開口型導向凹槽160，設置在盤形端部188a相應外周面的徑向孔中的對應于同一導向凹槽160的兩個導向柱銷260a和260b，位于徑向孔底部的彈簧262，空套在限力元件180外周面上，并抵觸至促動環(huán)120另一端的預緊彈簧154，以及，為該預緊彈簧154提供軸向支撐并設置在限力元件180外周面上相應周向槽中的卡環(huán)184b。其中，預緊彈簧154最佳地是一個環(huán)狀的波形彈簧。
[0116] 參見圖10，其中，具有周向對稱結構的導向凹槽160包括，內徑向的槽底面162，設置在周向中部的軸向內壁面上的軸向/內徑向凸起161，兩個周向內壁面167a和167b，周向分別連接至軸向凸起161內表面的內徑向型導向面164a和164b，位于軸向凸起161周向中部的分別周向對稱地設置有端面型導向面166a和166b的軸向端面型缺口163。缺口163與導向面164以及導向柱銷260，處于同一橫截面上，具有同樣的軸向高度。幾何尺寸上，上述幾何要素具有這樣的數(shù)字關系，S＝S1+K，0＜J≤2K，以及，導向面166的軸向高度，大于凸齒125在凹槽33中的嵌合深度。這里，S代表導向柱銷260在抵觸至周向內壁面167和導向面164之前所具有的周向自由度，J代表導向面166所延續(xù)的圓周角，K的含義同上。
[0117] 因此，在導向柱銷260a和260b對稱地位于分別開始抵觸至導向面164a和164b的位置，并且凸齒125正好處于凹槽33的周向正中的最佳設置中，促動環(huán)120的例如沿圖10中由下至上的相對轉動，將因為導向柱銷比如260b抵觸至周向內壁面例如167b而只能轉動圓周角S并自動終止。該轉動的結果，將正好驅動接力齒環(huán)30同向轉動一個周向步長/夾角S1，同時，還將借助導向面164a，內徑向地壓縮導向柱銷260a，使后者滑轉爬升至軸向凸起161a內表面，也就是促動環(huán)120的內周面，并最終正好到達且正好外徑向地嵌入缺口163中。之后，只要回轉促動環(huán)120，便可依靠導向面166a的轉動導向作用，迫使促動環(huán)120軸向移離接力齒環(huán)30，并在凸齒125抵觸上凹槽33的周向壁面之前，軸向移出該凹槽33。因此，回轉圓周角S之后，導向柱銷260a將移離軸向凸起161a的阻擋型端面，結束對促動環(huán)120的軸向阻擋，令促動環(huán)120正好回到其初始位置/準備工位。于是，在預緊彈簧154的作用下，促動環(huán)120將復位右移，其凸齒125將正好嵌入下一個凹槽33中，等待進入下一次的往復式轉動。顯然，由于周向上的對稱性，對應于促動環(huán)120沿圖10中由上至下的相對轉動的動作過程，自然完全類似于上，所以，不再贅述。
[0118] 為回轉促動環(huán)120以完成一次往復循環(huán)，促動機構AC還專門設置有至少一個彈簧凹槽式歸正機構。參見圖7，該機構包括至少為一個的彈壓式復位彈簧150，以及，同時收納該復位彈簧150并分別設置在限力元件180外周面和促動環(huán)120內周面上的兩個周向延伸型半凹槽。該兩個徑向對接式的半凹槽各自的周向壁面之間所對應的圓周夾角，最佳地完全相等，以使壓縮狀態(tài)中的復位彈簧150可以同時彈性抵觸至該兩個半凹槽的周向壁面。為便于軸向裝配入位，允許促動環(huán)120軸向位移，設置于促動環(huán)120內周面的所述半凹槽300，最佳地具有一個朝軸向凸齒125一端整體性延伸而成的軸向開口。應該說明的是，為了便于繪圖，圖7中將凹槽300畫在了行星齒輪40外，實際上，其可以位于圓周的任意合適的位置上。
[0119] 設置上，歸正機構具有這樣的效果。即，促動環(huán)120的非促動狀態(tài)中，凸齒125最佳地正好處于凹槽33的周向正中的初時位置，參見圖10，而在促動過程中，允許促動環(huán)120相對限力元件180轉動圓周角S，屆時，被相互錯位的兩個半凹槽的兩個相互靠近的周向壁面壓縮的復位彈簧150的彈力，應能克服預緊彈簧154的阻力，致使導向面166和軸向凸起161的軸向端面相對導向柱銷260摩擦滑轉，以令促動環(huán)120回復至其初始位置。
[0120] 于是，無論朝何方向驅動促動環(huán)120相對限力元件180轉動，其都可以在驅動力消失后立即自動地和準確地回復到其初始位置，簡單又可靠。自然，歸正機構也不止彈簧凹槽式一種形式，現(xiàn)有技術中具有大量的自適應定位機構可供直接選用或組合，本申請無需詳細舉例說明，只要該機構能夠在外力消失后實現(xiàn)自動歸正的目的即可。
[0121] 至此可知，要完成對電控離合器C4工況的致動切換，只需以脈沖制動的方式，摩擦制動一次促動環(huán)120，使其相對轉動圓周角S，之后，能過載打滑即可。顯然，該摩擦制動與方向無關，對提供制動力的裝置也無特別的結構要求。而且，所需摩擦制動的時間，亦即接合和分離工況的轉換時間，因飯比于工作轉速和正比于圓周角S的特點，而具有越快越小該制動時間就越短暫的特點。無疑，電制動機構便是實現(xiàn)該摩擦制動的最佳裝置，簡單，快速動作，無需較大制動力，方便操控。
[0122] 如圖7、9所示，本實施例中的電致動機構EM就是這樣的一個電制動機構。該機構EM的大體呈U字形的固定式制動爪270，借助未示出的連接耳，以軸向上彈性定位/歸正的方式，不可旋轉地固定連接至未示出的機架上，并與活動式制動爪274一道，分別設置在由促動環(huán)120外徑向延伸出來的制動凸緣121的軸向兩端。為提高制動力和降低電磁吸合力，可將具備更大摩擦系數(shù)的材料或元件最佳地附裝至相關摩擦面中的至少一個上。制動爪270的非摩擦一端，被用作電磁機構的固定鐵芯。制動爪274外端的軸向凸起可滑動地穿過該固定鐵芯的軸向通孔，與活動鐵芯276固定相連。例如，以設置于活動鐵芯276內端的軸向凸起275過盈地嵌合至制動爪274的相應軸向孔的方式。
[0123] 明顯地，如果將制動凸緣121設置成如圖12、14和17所示的管狀凸緣，電致動機構EM將最佳地可以具有軸向固定的簡單結構。應順便指出的是，為方便圖示說明，圖10中未示出制動凸緣121的輪廓。
[0124] 套設在活動鐵芯276上的復位彈簧272的一端，抵觸至環(huán)繞固定鐵芯和活動鐵芯276設置的磁軛230，另一端，抵觸至同樣套設在活動鐵芯276上的歸正墊圈277。歸正墊圈
277的內孔端面，軸向抵觸至活動鐵芯276外端的徑向凸緣，歸正墊圈277的外徑向凸起/邊緣，軸向抵觸至限位件278的凸緣279a的內壁面。固定連接至制動爪270的限位件278的凸緣
279b的內壁面，則軸向抵觸至磁軛230的內端面外緣。這樣，每一次制動后，限位件278均可保證制動凸緣121與制動爪270和274雙方的間距相等，不會產生非制動的摩擦。而且，限位件278所限定出的活動鐵芯276與固定鐵芯之間的自由間距，大于等于制動凸緣121在制動爪274和270之間的軸向自由度。
[0125] 設置上，上述電致動機構EM具有這樣的效果。即，該機構EM提供的摩擦制動力，大于促動環(huán)120受到的來自電控離合器C4內部的阻力，而小于限力元件180所傳遞的動力轉矩或貫性轉矩。也就是說，向電致動機構EM的磁軛230傳送一次脈沖式電能，可以致其摩擦制動一次制動凸緣121，促使促動環(huán)120相對限力元件180轉動圓周角S，之后，便相對促動環(huán)120摩擦滑轉。最佳地，應在轉動圓周角S之后立即斷電以結束摩擦制動。例如，將凹槽160內壁面的周向兩端設置成端面導向面，便可利用轉動導向作用產生的軸向移動，在轉過圓周角S之際，以公知方式觸碰一個設置于機架上的行程開關，從而實現(xiàn)及時斷電的目的。
[0126] 因此，電控離合器C4的工作過程和操縱方法相當簡單，只要在其正常工作時，向電致動機構EM傳送一次脈沖電流，致其制動一次，即可完成一次接合與分離工況的致動切換。所以，基于上述的詳細說明，本申請已無必要再次重復說明的必要。但必需指出的是，該工況的切換操控，必需于電控離合器C4的旋轉狀態(tài)中完成，靜止狀態(tài)中是不能完成該切換的。
這一點與前述實施例不同。而且，在用作離合器時，為產生制動轉矩，制動凸緣121必需相對電致動機構EM轉動。即，促動環(huán)120應最佳地耦合至作為轉矩來源的構件，也就是作為制動凸緣121設置基礎的限力元件180應該是轉矩輸入件而非轉矩輸出件，或者，限力元件180至少應該處于轉動狀態(tài)。當然，只要有主動轉動或貫性轉動的能力，耦合至輸出件也是可以的。例如，替代四輥軋機中的牙嵌式電磁離合器時，其兩端分別耦合至一臺電動機的應用情形。
[0127] 特殊地，還可將電致動機構EM耦合至轉矩輸入件，例如，耦合至摩擦件70，并通過滑環(huán)連接至外部電源。屆時，即便限力元件180靜止不動，電控離合器C4的該變型都可用作離合器，具有可被隨時致動以實現(xiàn)接合與分離工況的切換能力。
[0128] 而在電控離合器C4用作制動器的應用中，則不存在上述限制。而且，正如上文所整體結合的兩項基本專利申請所述，因為限力元件180的不可旋轉，此時的促動機構AC和電致動機構EM便可以更直接的方式，周向驅動支撐件220轉動。甚至在僅需單向制動時，可以直接驅動中介件90轉動。例如，借助響應于電磁力或電動力的電磁開關或步進電機，直接驅動切向設置的蝸輪蝸桿機構、連桿機構、撓性繩牽拉機構，或者本實施例的偏心凹槽機構等。對應地，被制動的構件應該是圖7中的摩擦件70，且不具有過載打滑的能力。而要想獲得過載打滑的制動能力，其核心的摩擦連接器和第一軸200，應該具有圖2所示的結構設置。亦即，電控離合器C1用作制動器時，方才具有由軸到輪的過載打滑能力。
[0129] 應該強調的是，如上所述，圖7中的電致動機構EM僅僅是一個示例，其可以具有響應于電磁力或電動力的任意合適的機構形式，只要其能夠提供過載后可打滑的摩擦制動功能即可。例如，由電磁吸合力或電機轉矩驅動的具有鉸接銷的鐵鉗狀制動裝置。而且，因為不是制動整個電控離合器例如C4，而是驅使促動環(huán)120相對限力元件180轉動僅僅一個圓周角S而已，時間僅需很短的例如0.01秒左右，所以，需要電致動機構EM提供的制動力很小，耗電自然更是微小。
[0130] 實施例五：周向促動類空間楔合式電控離合器C5
[0131] 作為電控離合器C4的一個簡單變型，電控離合器C5因僅在一個方向上具有工況致動切換的能力，而使結構有了部分的簡化。參見圖12～13。
[0132] 首先，偏心導槽機構的導槽240是一個徑向延伸至力臂222外周面的缺口狀導槽，其徑向底部設置有外徑向延伸的彈簧鋼絲110，以替代壁面242，并最佳地始終抵觸至偏心軸頭44。因此，可以省去調節(jié)彈簧152，確保支撐件220的彈性入楔和剛性去楔。亦即，偏心軸頭44周向抵觸和壓縮彈簧鋼絲110的方向，即為致動無級支撐機構SS建立所述無級支撐的方向，而其周向剛性抵觸壁面244的方向，即為致使無級支撐機構SS撤除所述無級支撐的方向。
[0133] 其次，為將設置有輪齒282的齒環(huán)280不可旋轉地連接至限力元件180的外周面，促動環(huán)120被可轉動地設置到了盤形端部188a的外端面上。促動環(huán)120的內徑向凸緣的內周面上，設置有持續(xù)嚙合至行星齒輪40的部分輪齒34，該凸緣上最佳地均布有不少于兩個的呈周向延伸的限位孔127。設置有尾端凸緣的限位銷釘190，穿過限位孔127并固定連接至盤形端部188a外端面的軸向孔中，在可轉動地軸向固定促動環(huán)120的同時，還限定了后者的周向自由度。在該周向自由度所對應的圓周角S1內，部分輪齒34可致使行星齒輪40正好完成半周/180度的相對轉動，并致使同步轉動的偏心軸頭44正好停止在其兩個周向極端位置之一，從而迫使支撐件220建立或撤除所述無級支撐。
[0134] 再次，為在促動環(huán)120周向歸正的過程中，不再驅動偏心軸頭44轉動，行星齒輪40變型為空套在行星軸42尾端凸緣47內側的設有偶數(shù)個單向內棘齒的棘輪式齒環(huán)，與該齒環(huán)單向內棘齒嚙合的柱銷狀棘爪264和預緊彈簧266，被設置在位于行星軸42外周面的徑向孔中。于是，促動環(huán)120只能在一個方向上，通過行星齒輪40與部分輪齒34以及單向內棘齒的嚙合驅動行星軸42轉動，而不能在相反方向上驅動后者轉動。所以，該單向棘輪機構的工作方向，決定了電控離合器C5的工作方向，亦即，電控離合器C5可以切換工況的轉動方向。
[0135] 因此，如前所述，在電控離合器C5的工作轉動過程中，只要未示出的電致動機構EM完成一次對制動凸緣121的摩擦制動(參見圖17)，便可完成一次接合與分離工況的致動切換。而未示出的包括復位彈簧150的例如圖17所示的至少一個彈簧凹槽式歸正機構，將致使制動凸緣121自動回位。顯然，基于實施例四的思想，該歸正機構的兩個圓周向延伸的凹槽，分別設置在盤形端部188a與促動環(huán)120雙方相互抵觸的端面上。
[0136] 實施例六：周向促動類空間楔合式電控離合器C6
[0137] 如圖14～16所示，電控離合器C6也是對電控離合器C4的變型。
[0138] 首先，為實現(xiàn)軸-軸傳動，增設了通過平鍵不可旋轉地連接至管狀基體60內周面的第二軸210。為保證同軸度，在第二軸210的內端面上，最佳地設置有共軸線X的圓柱狀中心凸起214，其收納在位于第一軸200內端面的共軸線X的中心孔204中，并最佳地間隔以可滾動的滾針206。
[0139] 其次，促動機構AC是包括一個銷槽式導桿機構和一個盤形凸輪機構的復合機構。其中，導桿機構中的導桿20的全部桿狀基體，可滑動地設置在位于支撐端面189上的徑向型基準直導槽22中，并最佳地間隙相隔于支撐端面224。位于導桿20徑向外端的凸輪銷26，可滑轉地軸向延伸至盤形凸輪環(huán)250的周向凸輪槽254中。位于導桿20徑向內端的擋銷24，同向且可滑轉地軸向延伸至位于支撐端面224的大致呈徑向延伸的切換導槽140中。參見圖
15，切換導槽140的徑向外側的周向面對箭頭R的一側壁面上，設置有用以致使擋銷24保持住周向阻擋狀態(tài)的凸起142。該凸起142的徑向內側，形成有連接至同側壁面的內導向面
144。調節(jié)彈簧152設置在轉動導向機構UG的徑向之外，其一端頭c連接至力臂75或盤形端部
188a，另一端頭d則連接至支撐件220或其力臂222。如此，便可致使支撐件220相對摩擦件
70，持續(xù)地彈拉向箭頭P所指方向，也就是將相互面對的導向面64和234朝相互貼緊的方向持續(xù)地彈拉。當然，取消調節(jié)彈簧152后，該效果也可通過例如將擋銷24設置成兼具周向彈性，并將凸起142改設在相對側壁面上的方式得到。
[0140] 盤形凸輪機構的盤形凸輪環(huán)250，是一個可旋轉地套設在限力元件180外周面上的階梯狀圓環(huán)，由其徑向凸緣外端的徑向內外側分別軸向延伸出來的管狀內凸緣256和管狀外凸緣258，限定出周向凸輪槽254的同時，外凸緣258還以抵觸至盤形端部188a的徑向凸緣182的內端面的方式，可滑轉地徑向封閉住導桿20。所述凸輪槽254，以交錯方式最佳地周向均布有各β個內徑向極值點IP和外徑向極值點OP，其每兩個相鄰極值點間的圓周角，也就是推成或回程運動角，均為S1。例如，圖15中的β＝4，S1＝45度。因此，凸輪銷26在極值點IP和OP間每位移一次，均可帶動擋銷24徑向地移動一個升程高度，并借助移動導向作用，完成對無級支撐機構SS的一次致動。
[0141] 設置上，該機構AC的各項要素具有這樣的效果。即，當凸輪銷26位于圖15所示的位置，也就是位于凸輪槽254的一個內徑向極值點IP處時，擋銷24將對應地處于切換導槽140的徑向內側段，且最佳地不能抵觸至切換導槽140的兩個周向壁面，但調節(jié)彈簧152對支撐件220的周向彈拉，卻已經(jīng)致動無級支撐機構SS并致使電控離合器C6進入接合/楔合狀態(tài)。而凸輪銷26徑向升至凸輪槽254的一個外徑向極值點OP的推程中，擋銷24將先徑向抵觸至內導向面144，再以移動導向的方式，驅使支撐件220克服調節(jié)彈簧152的彈力，以及作用于導向面234和支撐端面224的摩擦阻力，沿圖15中箭頭R所指方向相對摩擦件70轉動，進而致使無級支撐機構SS瞬間失去軸向支撐作用，也就是強制撤銷所述摩擦連接機構的軸向力封閉式抵觸連接，致使電控離合器C6分離/解楔。之后，擋銷24將滑動至凸起142的周向壁面上，也就是其頂面之上，以持續(xù)地保持住無級支撐機構SS的非支撐工況/狀態(tài)。
[0142] 顯然，切換導槽140也可徑向反轉地設置，但缺點是，驅動力相對較大的解楔過程不僅不能借用離心力，反而還要額外地克服該離心力的影響。
[0143] 再次，為在兩個圓周方向上均可驅動盤形凸輪環(huán)250相對凸輪銷26轉動，促動機構AC還包括一個自適應的雙向棘輪機構。該棘輪機構包括，設置于凸輪環(huán)250?管形基體外周面上的雙向棘齒252，例如軸向延伸的矩形截面齒，設置于階梯狀促動環(huán)120的階梯外環(huán)上的對應于不同圓周方向的至少一對棘爪112和114，參見圖14、16。所述階梯外環(huán)上設置有制動凸緣121，以及一個主要用于支撐棘爪的輔助凸緣。固定地穿設于該兩個徑向型凸緣的至少一對對應軸向孔中的每個棘爪軸116，均將一對對應于不同橫截面的棘爪112和114，以軸向串聯(lián)的方式可轉動地徑向固定住。套設在一對棘爪112和114之間的棘爪軸116上的未示出的扭簧，以兩個端頭分別抵觸至該一對棘爪徑向外側的方式，將該一對棘爪持續(xù)地分別彈壓向雙向棘齒252。
[0144] 為實現(xiàn)雙向棘輪機構的自適應工作，該機構還包括一個棘爪選擇件290。如圖14、16所示，棘爪選擇件290的內徑向凸起296，可軸向滑動地徑向延伸至以互補方式設置在力臂75上的具有徑向入口的相應凹槽中，且相互間具有大于等于δ′的軸向自由度/間隙。當然，該凹槽也可如圖14所示地具有最佳的軸向入口。所述凸起296的徑向外側的端面，可轉動地抵觸至促動環(huán)120的階梯型內端面，其另一端面，可轉動地抵觸至盤形凸輪環(huán)250的階梯內環(huán)/管形基體的外端面，從而被限定住軸向位置。而棘爪選擇件290的圓弧狀的基體，可轉動地設置于雙向棘齒252與促動環(huán)120的階梯外環(huán)的徑向之間，該基體上設置有分別由其中部向兩端周向延伸并分別對應于棘爪112和114的狹長型窗口292和294。通過該兩個位于不同橫截面上的窗口292和294，棘爪112和114可以分別嚙合至雙向棘齒252，并在周向抵觸至兩窗口的周向壁面293和295之前，相對各自對應的窗口轉動至少一個圓周角S1。顯然，由于位于不同的橫截面，促動環(huán)120相對限力元件180的轉動，也就是相對棘爪選擇件290的轉動，一次只能自適應地致使同向的棘爪處于嚙合狀態(tài)，而反向的棘爪，因不能嵌入相應的窗口，而只能沿著棘爪選擇件290的弧形外表面往復地滑動一次。
[0145] 設置上，整個入楔控制機構具有這樣的效果。即，限位銷釘190在沿周向延伸的限位孔127中的周向自由度正好等于S1的兩倍，而在電控離合器C6的接合或分離的穩(wěn)定工況中，亦即非促動狀態(tài)中，其正好處于限位孔127的周向正中央。同時，一對棘爪112和114正好處于圖16所示的正中位置，并分別抵觸至第一個可以嚙合的雙向棘齒252，且在抵觸至相應的壁面293或295之前，均可以驅動雙向棘齒252轉動一個不小于S1的圓周角。其中，圓周角S1應正好等于是雙向棘齒252周節(jié)的整數(shù)倍。
[0146] 因此，與電控離合器C4的工作過程完全類似，操縱方法更完全一樣，同樣是在電控離合器C6正常工作時，向其電致動機構EM傳送一次脈沖電流，致其制動一次，即可完成一次接合與分離工況的致動切換。所以，基于以上的詳細說明，已無需再對其工作過程贅述一遍。但需要說明的是，因無需克服彈性力的導向式摩擦滑轉，所以，相對于電控離合器C4，電控離合器C6中復位彈簧150的所需剛度，可以顯著為小，因而其改變工況的觸發(fā)式耗電將更少。
[0147] 有必要指出的是，裝配時，應先將導桿20隨同支撐件220等構件一同徑向入位，之后，再依次套入盤形凸輪環(huán)250、棘爪選擇件290，在定位住復位彈簧150后，最后套入促動環(huán)120并就位限位銷釘190。顯然，限位銷釘190除了限定圓周角S1外，還具有軸向固定促動環(huán)
120的作用。
[0148] 另外，雙向棘輪機構也可變型為包括兩個端面型單向棘輪機構的組合機構。其中，一對棘爪112和114變型為兩個間隔有彈簧的齒面朝外的單向棘輪環(huán)。該兩個棘輪環(huán)在一同跟隨制動凸緣121同步轉動時，其中反向的那一個棘輪機構，將被設置在其與棘爪選擇件290徑向之間的轉動導向機構，例如周向延伸的銷槽式機構，軸向壓縮至失去嚙合能力，從而在歸正轉動時不能嚙合。
[0149] 實施例七：周向促動類空間楔合式電控離合器C7
[0150] 參見圖17，電控離合器C7是對電控離合器C4和C6的簡單組合式變型。主要是為了實現(xiàn)單向工作的輪-軸式傳動，而將促動機構AC和電致動機構EM移動到了其軸向外端。為此，促動環(huán)120變型為一個設置在管狀凸緣187的外周面上，并被卡環(huán)184軸向定位的階梯狀圓環(huán)。包括復位彈簧150的彈簧凹槽式歸正機構，也被設置在促動環(huán)120與凸緣187的徑向之間。復位彈簧150的徑向外側部分，收容在促動環(huán)120階梯內環(huán)內周面的連通至內端面的階梯狀凹槽300中。軸向延伸至該開口凹槽300中的限位銷釘190，與該凹槽300的周向壁面相配合，將促動環(huán)120的周向自由度限定為圓周角S1。
[0151] 為了以步進方式驅動接力齒環(huán)30單向轉動，單向棘輪機構的單向棘輪被設置在接力齒環(huán)30的內周面上，至少一個周向均布的棘爪112被設置在位于促動環(huán)120的階梯內環(huán)內端面的相應的周向延伸型缺口中，其未示出的彈簧，例如片狀彈簧，則設置在棘爪112的背面與凸緣187的外周面之間，并隨同所述缺口一同往復式滑轉。軸向上，棘爪112與接力齒環(huán)30一道，均被促動環(huán)120的階梯狀內端面可滑轉地限定住。同時，通過內周面的單向棘齒，接力齒環(huán)30可滑轉地徑向支撐在促動環(huán)120的階梯內環(huán)的外周面上。
[0152] 電控離合器C7的工作過程和操縱方法完全類似于上，單向地脈沖式制動即可，這里不再重復說明。
[0153] 以上僅僅是本發(fā)明針對其有限實施例給予的描述和圖示，具有一定程度的特殊性，但應該理解的是，所提及的實施例和附圖都僅僅用于說明，而不用于限制本發(fā)明及其保護范圍，對它們進行的各種變化、等同、互換以及構件位置或結構的更動，都將被認為未脫離開本發(fā)明構思的精神和范圍。
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