專(zhuān)利名稱(chēng)：電激勵(lì)鎖閉差速器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)參考本申請(qǐng)是美國(guó)系列申請(qǐng)?zhí)?9/484160的后續(xù)申請(qǐng)，申請(qǐng)日是2000年1月18日，中請(qǐng)人是Ross K.Cheadle和Joseph F.Rosiek，發(fā)明名稱(chēng)為“電激勵(lì)鎖閉差速器”。公開(kāi)背景本發(fā)明涉及一種牽引修正差速器，特別涉及這樣一種型式的差速器，即其中的差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以響應(yīng)一電輸入信號(hào)而被鎖閉。
本發(fā)明特別涉及的這種牽引修正差速器，包括一形成有齒輪腔的齒輪箱，其中設(shè)置有差速齒輪裝置，該裝置至少包括一個(gè)輸入小齒輪，和一副輸出側(cè)齒輪。在至少一個(gè)側(cè)齒輪和臨近的齒輪箱表面之間特別設(shè)置有離合器組件，以便可操作離合器組件而限制齒輪箱和一個(gè)側(cè)齒輪之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。在所述的大多數(shù)差速器中，離合器組件的接合是通過(guò)幾種不同的方法之一達(dá)到的。
在一種方法中，在這里可參考轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的，在美國(guó)專(zhuān)利№.Re28004中描述說(shuō)明的一種“鎖閉差速器”，其離合器組件是以通常方式離合的。當(dāng)一個(gè)輪子開(kāi)始相對(duì)于另一個(gè)輪子空轉(zhuǎn)時(shí)，一個(gè)速度傳感機(jī)構(gòu)通過(guò)一傾斜機(jī)構(gòu)感應(yīng)速度的差別，牢固地鎖閉該離合器組件。所以，不同旋轉(zhuǎn)的輸出都呈同一速度。
也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國(guó)專(zhuān)利№.5019021，在這里僅供參考，公開(kāi)了另一種方法，即一種“受限滑動(dòng)差速器”，其中離合器組件的加載可以響應(yīng)于一外部輸入的電信號(hào)而變化，所以，總偏置扭矩被從一個(gè)側(cè)齒輪傳輸?shù)搅硪粋€(gè)。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的，特別地，在受限滑動(dòng)差速器中，當(dāng)車(chē)輛處于非最佳牽引條件時(shí)，在兩個(gè)側(cè)齒輪之間存在一定量的“滑動(dòng)”或速差。
一般來(lái)講，盡管上述所及專(zhuān)利所示的受限滑動(dòng)和鎖閉差速器的性能令人滿(mǎn)意，但對(duì)用于車(chē)輛的一些情況，每種特殊設(shè)計(jì)還存在一定的缺點(diǎn)。至少一個(gè)，典型情況下是兩個(gè)，離合器組件的使用，結(jié)果增加了差速器總的成本，特別是在至少設(shè)置一些單獨(dú)的離合器片的情況下，這些離合器片具有相對(duì)比較復(fù)雜的摩擦材料，能夠經(jīng)受連續(xù)滑動(dòng)情況下溫度的升高。
另外，許多應(yīng)用于車(chē)輛的場(chǎng)合，希望提供一種牽引修正差速器，以代替現(xiàn)有的開(kāi)式差速器，但是這種牽引修正差速器必須安裝在現(xiàn)有開(kāi)式差速器占據(jù)的相同空間中，以避免全部重新設(shè)計(jì)具周?chē)Y(jié)構(gòu)。在這種情況下，不重新設(shè)計(jì)小齒輪和側(cè)齒輪，并減小它們的尺寸，在一個(gè)現(xiàn)有的差速器箱中加裝一個(gè)或兩個(gè)離合器組件是不可能的，這很不可行。
作為一種克服上述差速裝置缺點(diǎn)的嘗試，本發(fā)明的受讓人已經(jīng)研制了一種改進(jìn)的鎖閉差速器，這種差速器在一較早的申請(qǐng)中有描述，這個(gè)較早的申請(qǐng)與本發(fā)明的父申請(qǐng)屬于系列申請(qǐng)，現(xiàn)在已被公開(kāi)出版為發(fā)明名稱(chēng)是“電激勵(lì)鎖閉差速器”的美國(guó)專(zhuān)利6083134，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在這里僅供參考。在該專(zhuān)利聲明的裝置中，一電磁線(xiàn)圈啟動(dòng)滾珠傾斜致動(dòng)器的傾斜動(dòng)作，該致動(dòng)器的一個(gè)傾斜板設(shè)置在差速器之外，而另一個(gè)傾斜板設(shè)置在差速器之內(nèi)。一系列滾珠與該兩傾斜板配合，這些滾珠被設(shè)置在差速器箱體端壁稍大一點(diǎn)的孔中。該設(shè)置在差速箱內(nèi)的傾斜板構(gòu)成有一系列的齒，當(dāng)滾珠傾斜致動(dòng)器從其通常的對(duì)中位置位移到傾斜位置時(shí)，這些齒與其臨近的側(cè)齒輪上構(gòu)成的一系列齒嚙合。
盡管該專(zhuān)利聲明的差速裝置提供了一種改進(jìn)的鎖閉差速器，其可以響應(yīng)于一外部的電信號(hào)而被啟動(dòng)，并可以很快地離合，而且結(jié)構(gòu)很緊湊，然而，在一些應(yīng)用于車(chē)輛的場(chǎng)合，這種差速器，主要指箱體，沒(méi)有足夠的強(qiáng)度，特別是端壁上為安裝滾珠致動(dòng)器的滾珠而切掉的部分。
鎖閉差速器通常涉及的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)不再需要時(shí)，差速器從鎖閉狀態(tài)脫離的能力。特別地，鎖閉差速器應(yīng)具有響應(yīng)于諸如扭矩反轉(zhuǎn)而解鎖的能力。
本發(fā)明的一個(gè)比較特殊的目的是提供這樣的一種鎖閉差速器，其基本上通過(guò)減小箱體端壁上安裝滾珠傾斜致動(dòng)器所必須切掉部分的尺寸，來(lái)達(dá)到上述發(fā)明目的。
本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)目的是提供這樣一種差速器，其能夠響應(yīng)于一電輸入信號(hào)而被鎖閉。
本發(fā)明的以上和其它目的是通過(guò)設(shè)置一種差速齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到的，該機(jī)構(gòu)包括一齒輪箱，該箱形成一旋轉(zhuǎn)軸和一齒輪腔。差速齒輪裝置就設(shè)置在該腔中，并至少包括一個(gè)輸入齒輪及第一和第二輸出齒輪。該機(jī)構(gòu)包括可操作地限制第一輸出齒輪和隨其旋轉(zhuǎn)的齒輪箱間相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)還包括該旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，該致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一和第二致動(dòng)板，其由一凸輪和一傾斜式致動(dòng)器組成，其中第一和第二致動(dòng)板從一非致動(dòng)狀態(tài)到一致動(dòng)狀態(tài)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，有效地把旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)移動(dòng)到一嚙合位置。在非致動(dòng)狀態(tài)，該第二致動(dòng)板被設(shè)置得隨齒輪箱旋轉(zhuǎn)，緊靠該第二致動(dòng)板設(shè)置一電磁致動(dòng)器，以便響應(yīng)于一電輸入信號(hào)，使該第二致動(dòng)板相對(duì)于齒輪箱旋轉(zhuǎn)。
改進(jìn)的差速齒輪機(jī)構(gòu)的特征在于，第一和第二致動(dòng)板被設(shè)置在齒輪箱端壁外部，該第一致動(dòng)板能夠朝向該端壁軸向移動(dòng)，并且具有通過(guò)該端壁中相應(yīng)孔軸向延伸的多個(gè)相應(yīng)的致動(dòng)構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)包括一固定的隨第一輸出齒輪旋轉(zhuǎn)的鎖閉部分。該鎖閉部分和多個(gè)致動(dòng)構(gòu)件配合，當(dāng)?shù)谝恢聞?dòng)板移向端壁時(shí)，使致動(dòng)構(gòu)件相對(duì)第一輸出齒輪朝向一鎖閉位置移動(dòng)，提供了把第一輸出齒輪相對(duì)于該傳動(dòng)齒輪箱鎖閉在一不旋轉(zhuǎn)位置的機(jī)構(gòu)。
圖2是類(lèi)似于

圖1的局部放大軸向橫截面，但取自不同于圖1中的平面。
圖3是本發(fā)明鎖閉板的透視圖，說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)特殊方面。
圖4是另一個(gè)局部放大示意橫截面，說(shuō)明在致動(dòng)、鎖閉條件下的滾珠斜面致動(dòng)器、側(cè)齒輪和鎖緊板。
圖5是類(lèi)似于圖2的局部放大軸向橫截面，但是說(shuō)明本發(fā)明的選擇實(shí)施例。
圖6是圖5所示選擇實(shí)施例的局部放大軸向橫截面，但取自不同于圖5中的平面。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)參考附圖，其用意并非限制本發(fā)明，圖1是根據(jù)本發(fā)明的鎖閉差速器的一軸向橫截面。圖1所示的普通型差速器的結(jié)構(gòu)和操作，通過(guò)參考上述專(zhuān)利更易理解。
圖1中所示的差速齒輪機(jī)構(gòu)(鎖閉差速器)包括一齒輪箱11，其形成一齒輪腔，總體上用13表示。在第一實(shí)施例中，僅限于舉例，該齒輪箱實(shí)際上包括兩分離的箱體元件，典型地，這兩個(gè)元件用螺栓連接在一起(未示出)。典型地，扭矩是通過(guò)一環(huán)形輸入齒輪(這里也未示出)輸入的，其可用合適的機(jī)構(gòu)，如多個(gè)螺栓(這里也未示出)，連接到齒輪箱11的法蘭15。
差速齒輪裝置設(shè)置在齒輪腔13中，包括一副輸入小齒輪17，轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在小齒輪軸19上。典型地，小齒輪軸19通過(guò)任意合適的裝置，如鎖緊銷(xiāo)(這里未示出)或開(kāi)口環(huán)(見(jiàn)圖2)，相對(duì)固定到齒輪箱11。小齒輪17構(gòu)成差速齒輪裝置的輸入齒輪，與一副側(cè)齒輪23和25嚙合。側(cè)齒輪23和25分別在其內(nèi)部形成直線(xiàn)形花鍵27和29，這些花鍵用來(lái)與一副輪軸(未示出)的外花鍵配合。齒輪箱包括環(huán)形的輪轂部分31和33，其上可安裝一副軸承裝置(這里未示出)，用來(lái)提供差速機(jī)構(gòu)相對(duì)于差速機(jī)構(gòu)座(這里也未示出)的旋轉(zhuǎn)支撐。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的，在正常期間，車(chē)輛向前直行，在左右側(cè)齒輪23和25之間沒(méi)有速差出現(xiàn)，所以，小齒輪17相對(duì)于小齒輪軸19不轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪箱11，小齒輪17，以及側(cè)齒輪23和25作為一個(gè)整體圍繞旋轉(zhuǎn)軸A旋轉(zhuǎn)。
應(yīng)該理解，本發(fā)明的鎖閉差速器可在兩種模式下工作。一是手動(dòng)操作，亦即駕駛者手動(dòng)選擇鎖閉模式，使差速器在車(chē)輛一開(kāi)始移動(dòng)，就立即在鎖閉模式下工作。二是選擇在自動(dòng)模式下工作，僅作為舉例，車(chē)輛微處理器感應(yīng)工作條件，例如車(chē)輪的初始滑動(dòng)，并向鎖閉差速器傳輸一合適的電輸入信號(hào)，使側(cè)齒輪25和齒輪箱11相對(duì)鎖閉，以阻止進(jìn)一步的速差。
將要理解的是，在鎖閉差速器的自動(dòng)致動(dòng)情況下，在一定工作條件下，如車(chē)輛轉(zhuǎn)彎，或輪胎大小存在輕微差異，在側(cè)齒輪23和25之間出現(xiàn)一定量的速差是允許的。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，圖1所示的鎖閉差速器不包括任何離合器組件或其它僅阻止或限制速差作用的機(jī)構(gòu)，而代之在非致動(dòng)的“開(kāi)式差速”模式或致動(dòng)的、鎖閉模式下工作。
仍主要參見(jiàn)附圖1，但現(xiàn)結(jié)合附圖2，本發(fā)明的鎖閉差速器包括一旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)，總體上用35表示，被全部設(shè)置在齒輪箱11中。該鎖閉差速器還包括一致動(dòng)機(jī)構(gòu)，總體上用37表示，它們被設(shè)置在齒輪箱11的外部，如后面所詳細(xì)描述的。
仍主要參考附圖2，該旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)35包括側(cè)齒輪25，其包括一圈環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸A的輪齒39。應(yīng)該理解，盡管齒輪齒是最佳的，但齒的特殊構(gòu)造不是本發(fā)明的基本特征，事實(shí)上，正如隨后在本發(fā)明的選擇實(shí)施例中詳細(xì)描述的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以使用非齒的結(jié)構(gòu)。緊靠輪齒39并以面對(duì)面方式設(shè)置的，是一環(huán)形鎖閉板41(亦見(jiàn)圖3)，在圖1和圖2中所示的是鎖閉板與輪齒39脫離嚙合的情況。正如在圖3中最佳示出的，該環(huán)形鎖閉板41包括多個(gè)凹槽43，其在板41的軸向厚度上僅部分地延伸。
鎖閉板41包括一系列的凸耳45(僅在圖1和3中示出)。最佳地，該凸耳容納在齒輪箱上形成的切掉的配合部分47中(見(jiàn)圖1)，以使鎖閉板41相對(duì)于齒輪箱不轉(zhuǎn)動(dòng)，但可在其中軸向移動(dòng)。
再主要參見(jiàn)附圖1，齒輪箱支撐著多個(gè)彈簧支撐件49(圖1示出其中的兩個(gè))。最佳地，相應(yīng)鎖閉板41上的4個(gè)凸耳，設(shè)置4個(gè)構(gòu)件49。在每個(gè)彈簧支撐構(gòu)件49的右端(圖1中)，設(shè)置有壓縮盤(pán)簧51。在鎖閉板41處于非致動(dòng)、圖1的非鎖閉位置時(shí)，每個(gè)彈簧51有些軸向延伸，超出各自的支撐構(gòu)件49的端部，把鎖閉板41偏置貼著相臨的齒輪箱11的端壁53。
再主要參見(jiàn)附圖2，致動(dòng)機(jī)構(gòu)37包括兩個(gè)部件，一個(gè)滾珠傾斜致動(dòng)器，總體上用55表示，和一個(gè)電磁致動(dòng)器，總體上用57表示。滾珠傾斜致動(dòng)器55包括一環(huán)形內(nèi)致動(dòng)板59，設(shè)置在齒輪箱11上形成的環(huán)形腔61中。臨近致動(dòng)板59，但在腔61外部設(shè)置的，是一外致動(dòng)板63，其受到保持部件65相對(duì)于齒輪箱11的軸向約束。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員鎖公知的，致動(dòng)板59和63形成了斜面，隨后將詳細(xì)描述，期間設(shè)置有多個(gè)凸輪構(gòu)件，這里表示的是由凸輪滾珠組成凸輪構(gòu)件，然而應(yīng)該理解，可以使用凸輪構(gòu)件的其它各種形式。在一些場(chǎng)合，“傾斜”動(dòng)作可僅由相配合的傾斜表面完成，期間沒(méi)有設(shè)置任何凸輪構(gòu)件。
電磁致動(dòng)器57最好由一電磁線(xiàn)圈組成，該線(xiàn)圈總體上用71表示，其作用是在外致動(dòng)板63上施加需要的制動(dòng)扭矩，以啟動(dòng)滾珠傾斜致動(dòng)器。電磁線(xiàn)圈71最好是環(huán)形的，與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)A同心，并相對(duì)于其周?chē)牟钏倨渥?未示出)固定安裝，以使齒輪箱11相對(duì)于線(xiàn)圈71旋轉(zhuǎn)。線(xiàn)圈71包括一環(huán)形的線(xiàn)圈座73，其在三個(gè)側(cè)面包圍著線(xiàn)圈71，線(xiàn)圈71通過(guò)電線(xiàn)接頭75接受電輸入信號(hào)，示意在圖2中。電磁線(xiàn)圈最好根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利5911643的示教制成，該專(zhuān)利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，在這里僅供參考。
與線(xiàn)圈71相臨，設(shè)置在圖2中線(xiàn)圈71左邊的是一環(huán)形隔板77，設(shè)置在線(xiàn)圈71和隔板77之間的是一層環(huán)形的合適的摩擦材料，總體上用79表示，例如是根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利4700823(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，這里僅供參考)的示教制成的熱解碳。隔板77由磁性材料組成，以便線(xiàn)圈71被激勵(lì)時(shí)，包圍線(xiàn)圈71的磁通路線(xiàn)穿過(guò)隔板77，并拉動(dòng)隔板77，使其與摩擦材料79摩擦配合。作為選擇，代替隔板77與一層摩擦材料79配合，隔板77也可與環(huán)形線(xiàn)圈座73的相臨端面配合，亦即，或是徑向的外端面，或是徑向的內(nèi)端面，或是二者。隔板77在其徑向內(nèi)表面與外致動(dòng)板63的外表面配合。于是，當(dāng)線(xiàn)圈取消激勵(lì)時(shí)，隔板77隨致動(dòng)板63旋轉(zhuǎn)，于是隨齒輪箱、并相對(duì)于線(xiàn)圈71旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)參考附圖4，結(jié)合附圖2，將描述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)、滾珠傾斜致動(dòng)器和本發(fā)明的其余部分的操作。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，齒輪箱的端壁53形成三個(gè)較小的圓孔81，與其相臨的內(nèi)致動(dòng)板59形成三個(gè)小圓孔83。在每個(gè)孔81中設(shè)置的是用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)銷(xiāo)85，每個(gè)銷(xiāo)85在圖2和圖4中的右端具有減小的直徑部分87，該部分壓入相臨的孔83中。于是，在滾珠致動(dòng)器的致動(dòng)或傾斜期間，內(nèi)致動(dòng)板59從圖2所示的非致動(dòng)位置(與端壁53隔開(kāi))，朝向圖4示意的致動(dòng)位置(靠近端壁53)移動(dòng)。
然而，正如在公開(kāi)的背景中提到的，本發(fā)明的目的之一是提供比聲明專(zhuān)利中的裝置強(qiáng)度更高的齒輪箱，該齒輪箱在端壁的孔中設(shè)置有凸輪滾珠。在圖4中可以看到，端壁53上為安裝三個(gè)凸輪滾珠67而切掉的部分要比三個(gè)致動(dòng)銷(xiāo)85所需的部分大。這是因?yàn)?，銷(xiāo)85與鎖閉板41配合，使凹槽43在板41的軸向厚度上只延伸一部分。在凹槽43之后的鎖閉板的其余厚度，足以承受滾珠傾斜致動(dòng)器傾斜時(shí)致動(dòng)銷(xiāo)85施加的軸向力。
當(dāng)內(nèi)致動(dòng)板59向圖2和圖4中的左邊移動(dòng)時(shí)，如上所述，這種向左的運(yùn)動(dòng)通過(guò)致動(dòng)銷(xiāo)85被傳遞到鎖閉板41，于是使鎖閉板41從非鎖閉位置(圖2中表示的是靠近端壁53)向鎖閉位置(圖4中表示的是與端壁53隔開(kāi))移動(dòng)。更重要的是，當(dāng)鎖閉板41朝其鎖閉位置移動(dòng)時(shí)，每個(gè)凹槽43開(kāi)始與側(cè)齒輪上的齒39嚙合，齒輪箱11和鎖閉板41的持續(xù)旋轉(zhuǎn)(假設(shè)在圖4中“向下”)使扭矩直接傳輸給側(cè)齒輪25，以與齒輪箱相同的方向和速度驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪23和25。
再主要參考附圖4，可以看到，每個(gè)凹槽43在圓周方向被表面89和91所限定，每個(gè)表面都設(shè)置得與旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)A呈一精確的角度。在主實(shí)施例中，僅作為舉例，表面89和91相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)A形成大約5度的角度，當(dāng)按照?qǐng)D4中表示的方向驅(qū)動(dòng)側(cè)齒輪時(shí)，以使表面89和相臨的齒廓面對(duì)面地配合。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個(gè)致動(dòng)板59和63最好包括復(fù)合的傾斜表面。所以，每個(gè)板59和63的一半表面包括初始的較陡的傾斜表面93和端部較平緩傾斜表面95。在主實(shí)施例中，僅作為舉例，較陡傾斜表面(在圖4中用角度X表示)在大約12到14度的范圍，而較平緩的傾斜表面95(在圖4中用角度Y表示)在大約3到5度的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，表面89和91的角度和齒39的輪廓選擇得與較平緩傾斜表面95的角度“X”相應(yīng)，以使?jié)L珠傾斜致動(dòng)器在線(xiàn)圈71被激勵(lì)時(shí)施加足夠的軸向力，以保持鎖閉板41和側(cè)齒輪的齒39嚙合。換句話(huà)說(shuō)，如果從選定的角度增加角度“X”，就減小了產(chǎn)生的軸向力，在彈簧51偏置力的作用下，該力與滾珠傾斜致動(dòng)器55的力相反，鎖閉板41將可能從齒39脫離。所以，當(dāng)差速器的鎖閉條件不再需要時(shí)，線(xiàn)圈71被取消激勵(lì)，滾珠傾斜致動(dòng)器將從圖4所示的傾斜極限位置，向圖2所示的中間、對(duì)中位置移動(dòng)。于是，滾珠傾斜致動(dòng)器55施加的軸向力解除了，表面89和齒39的輪廓角度促使齒39從凹槽43中脫離，鎖閉板41從圖4所示的鎖閉位置朝向圖2中所示的非鎖閉位置軸向移動(dòng)。于是，當(dāng)電輸入信號(hào)75響應(yīng)于線(xiàn)圈71激勵(lì)條件的取消時(shí)，本發(fā)明的鎖閉差速器自動(dòng)解鎖(亦即從鎖閉到非鎖閉狀態(tài)運(yùn)動(dòng))。
現(xiàn)主要參考附圖5和6，將描述本發(fā)明的選擇實(shí)施例，其中相同或相似的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，新元件將用超過(guò)“100”的附圖標(biāo)記表示。電磁線(xiàn)圈71周?chē)O(shè)置一襯套元件101，與臨近輪轂部分33的齒輪箱直徑處結(jié)合。正如在圖5中清楚地看到的，齒輪箱11形成有多個(gè)彈簧孔103，在每個(gè)孔103中設(shè)置壓縮彈簧51，其作用是使?jié)L珠傾斜致動(dòng)其55返回到圖5和6所示的之間位置。該實(shí)施例的差速器沒(méi)有鎖閉板41，所以，彈簧51直接與內(nèi)致動(dòng)板59配合。內(nèi)致動(dòng)板59形成有一“內(nèi)”表面105(圖5中的左側(cè))，其作用將在隨后描述。
現(xiàn)主要參考附圖6，側(cè)齒輪25包括，朝向其外表面的法蘭狀鎖閉部分107，在其面對(duì)齒輪箱11的端壁53的側(cè)面上形成有多個(gè)鎖閉凹槽109。在該選擇實(shí)施例中，但僅限于舉例，有6個(gè)凹槽109，每一個(gè)可以具有一種結(jié)構(gòu)形狀。當(dāng)從圖6的右側(cè)看時(shí)，當(dāng)然只是舉例，凹槽109具有的形狀是圓形或長(zhǎng)圓形，每一個(gè)都比相臨的致動(dòng)銷(xiāo)85稍大。在該實(shí)施例的差速器中，代替與鎖閉板41配合，每個(gè)銷(xiāo)85通過(guò)鎖閉部分107直接與側(cè)齒輪25配合，而且特別地，銷(xiāo)85通過(guò)其內(nèi)端(圖6中的左端)移入各個(gè)凹槽109中。
在操作時(shí)，除以上提到的差別外，第二實(shí)施例基本上與第一實(shí)施例相同。在正常工作時(shí)，線(xiàn)圈71被激勵(lì)，滾珠傾斜致動(dòng)器55偏置到它的中心位置，銷(xiāo)85位于所示的收縮位置，以使該裝置作為開(kāi)式差速器工作。當(dāng)希望鎖閉差速器時(shí)，線(xiàn)圈71被激勵(lì)，使?jié)L珠傾斜致動(dòng)器55致動(dòng)，如前所述，使內(nèi)致動(dòng)板59向著端壁53朝圖5和6中的左側(cè)移動(dòng)。該板59的運(yùn)動(dòng)克服彈簧51的偏置力，使銷(xiāo)85向左移入各自的凹槽109中，于是把鎖閉部分107和側(cè)齒輪25鎖緊在固定狀態(tài)，相對(duì)于齒輪箱11不旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)在鎖閉模式下的操作不再需要時(shí)，例如當(dāng)車(chē)輛又被良好地牽引時(shí)，線(xiàn)圈71再次被激勵(lì)，從而使內(nèi)和外致動(dòng)板59和63又以相同的速度旋轉(zhuǎn)。彈簧51使板59回到其圖5中所示的位置，使銷(xiāo)回到其圖6中所示的位置，其從凹槽109中收縮，再次允許該裝置作為開(kāi)式差速器工作。
本發(fā)明在前面的說(shuō)明書(shū)中已得到了詳細(xì)的描述，并且相信，在閱讀和理解本說(shuō)明書(shū)后，本發(fā)明的各種改變和改進(jìn)，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都是顯而易見(jiàn)的。亦即這樣的改變和改進(jìn)都包括在本發(fā)明內(nèi)，所以它們都落在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種差速齒輪機(jī)構(gòu)，包括形成一旋轉(zhuǎn)軸(A)和一齒輪腔(13)的一齒輪箱(11)；設(shè)置在所述齒輪腔(13)中的差速齒輪裝置至少包括一個(gè)輸入齒輪(17)和第一(25)及第二(23)輸出齒輪；可操作地限制所述第一輸出齒輪(25)和隨其共同旋轉(zhuǎn)的所述齒輪箱(11)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一(59)和第二(63)致動(dòng)板的所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)由一凸輪和傾斜式致動(dòng)器(55)組成，其中，所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板從其非致動(dòng)狀態(tài)(圖2)到致動(dòng)狀態(tài)(圖4)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，有效地使所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)向其嚙合狀態(tài)(圖4)移動(dòng)；所述第二致動(dòng)板(63)在所述非致動(dòng)位置(圖2)被設(shè)置得隨所述齒輪箱(11)旋轉(zhuǎn)；靠近所述第二致動(dòng)板(63)設(shè)置一電磁致動(dòng)器(57)，該電磁致動(dòng)器響應(yīng)一電輸入信號(hào)(75)可操作，使所述第二致動(dòng)板(63)相對(duì)于所述齒輪箱(11)旋轉(zhuǎn)；其特征在于(a)所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板被設(shè)置在齒輪箱端壁(53)的外部，所述第一致動(dòng)板(59)可朝向端壁(53)軸向移動(dòng)，并具有相隨的多個(gè)致動(dòng)元件(85)，所述致動(dòng)元件(85)在軸向延伸而穿過(guò)所述端壁(53)上的相應(yīng)孔(81)；(b)所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)(35)由靠近第一輸出齒輪(25)設(shè)置的一鎖閉板(41)組成，并被固定得相對(duì)于所述齒輪箱(11)不可旋轉(zhuǎn)而可軸向相對(duì)移動(dòng)；(c)當(dāng)所述第一致動(dòng)板(59)朝向所述端壁(53)移動(dòng)，和所述致動(dòng)元件(85)使所述鎖閉板(41)相對(duì)于所述第一輸出齒輪(25)朝向所述鎖閉位置移動(dòng)時(shí)，所述第一輸出齒輪(25)和所述鎖閉板(41)配合，從而使機(jī)構(gòu)(39，43)把第一輸出齒輪(25)和所述鎖閉板(41)相互鎖閉在一個(gè)不可旋轉(zhuǎn)的位置。
2.如權(quán)利要求1的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板處于所述非致動(dòng)條件時(shí)(圖2)，機(jī)構(gòu)(49，51)使所述鎖閉板(41)從所述鎖閉位置朝向所述齒輪箱端壁(53)偏置。
3.如權(quán)利要求2的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖閉板(41)包括多個(gè)可操作地與所述齒輪箱(11)配合的凸耳(45)，所以所述鎖閉板(41)相對(duì)于鎖述齒輪箱(11)不能旋轉(zhuǎn)，偏置所述鎖閉板的所述機(jī)構(gòu)包括多個(gè)相對(duì)于所述齒輪箱固定的長(zhǎng)形支撐構(gòu)件(49)，該支撐構(gòu)件的方向一般平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)，和多個(gè)壓縮彈簧(51)，每個(gè)壓縮彈簧的一端坐在一支撐構(gòu)件(49)上，而另一端貼靠著所述鎖閉板(41)的一個(gè)凸耳(45)。
4.如權(quán)利要求1的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖閉板(41)一般環(huán)繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)呈環(huán)形，所述多個(gè)致動(dòng)元件(85)設(shè)置成環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)呈環(huán)形排列，并與所述鎖閉板(41)軸向?qū)χ小?br> 5.如權(quán)利要求4的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，鎖閉所述第一輸出齒輪(25)和所述鎖閉板(41)的所述機(jī)構(gòu)的組成是，包括一圈齒(39)的所述第一輸出齒輪(25)，和形成有環(huán)形配合槽(43)的所述鎖閉板，該環(huán)形配合槽(43)用來(lái)在所述鎖閉板處于所述鎖閉位置(圖4)時(shí)容納所述齒(39)。
6.如權(quán)利要求4的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)所述凹槽(43)包括配合表面(89，91)，用于與所述齒(39)的相臨齒側(cè)嚙合，所述嚙合表面(89，91)相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)形成一角度，所述角度是這樣選擇的，即在所述電磁致動(dòng)器(57)沒(méi)有被激勵(lì)時(shí)，所述鎖閉板(41)與所述齒(39)脫離。
7.如權(quán)利要求6的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板形成復(fù)合的傾斜表面，每個(gè)傾斜表面包括初始的較陡斜面(93)和端部的較平緩斜面(95)，所述較平緩斜面的角度是這樣選擇的，即相對(duì)于所述嚙合表面(89，91)形成的角度，當(dāng)在較平緩的斜面(95)上出現(xiàn)嚙合時(shí)，能施加足夠的軸向力，把所述鎖閉板(41)保持在相對(duì)于所述第一輸出齒輪(25)的所述鎖閉位置(圖4)。
8.如權(quán)利要求1所述的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)凸輪元件(67)，該凸輪元件可操作地與所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板配合。
9.如權(quán)利要求1所述的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器(57)由一固定的、一般是環(huán)形的電磁線(xiàn)圈(71)組成，該電磁線(xiàn)圈的設(shè)置使其對(duì)所述第二致動(dòng)板(63)形成包圍關(guān)系，所述致動(dòng)器包括一元件(77)，該元件被固定得與所述第二致動(dòng)板(63)一起旋轉(zhuǎn)。
10.一種機(jī)構(gòu)，包括形成一旋轉(zhuǎn)軸(A)和一齒輪腔(13)的一箱體(11)；設(shè)置在所述齒輪腔(13)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一第一齒輪(25)；可操作地限制所述第一齒輪(25)和隨其共同旋轉(zhuǎn)的所述箱體(11)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一(59)和第二(63)致動(dòng)板的致動(dòng)機(jī)構(gòu)由一凸輪和傾斜式致動(dòng)器(55)組成，其中，所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板從其非致動(dòng)狀態(tài)(圖2)到致動(dòng)狀態(tài)(圖4)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，有效地使所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)向嚙合狀態(tài)(圖4)移動(dòng)；所述第二致動(dòng)板(63)在所述非致動(dòng)狀態(tài)(圖2)被設(shè)置得與所述箱體(11)一起旋轉(zhuǎn)；靠近所述第二致動(dòng)板(63)設(shè)置一電磁致動(dòng)器(57)，該電磁致動(dòng)器響應(yīng)一電輸入信號(hào)(75)可操作，使所述第二致動(dòng)板(63)相對(duì)于所述箱體(11)旋轉(zhuǎn)；其特征在于(a)所述第一齒輪(25)包括一圈齒(39)，每個(gè)所述齒包括至少一個(gè)側(cè)面；(b)所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)(35)由靠近第一齒輪(25)設(shè)置的一鎖閉板(41)組成，并被固定得相對(duì)于所述箱體(11)不可旋轉(zhuǎn)而可軸向相對(duì)移動(dòng)，和形成有多個(gè)嚙合表面(89，91)，每個(gè)嚙合表面被設(shè)置得與靠近的所述齒(39)的側(cè)面嚙合；和(c)每個(gè)所述嚙合表面(89，91)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)形成一角度，所述角度的選擇是，在所述電磁致動(dòng)器沒(méi)有被激勵(lì)的情況下，所述鎖閉板(41)與所述齒(39)脫離。
11.如權(quán)利要求10的機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板形成復(fù)合的傾斜表面，每個(gè)傾斜表面包括初始的較陡斜面(93)和端部的較平緩斜面(95)，所述較平緩斜面的角度是這樣選擇的，即相對(duì)于所述嚙合表面(89，91)形成的所述角度，當(dāng)在較平緩的斜面(95)上出現(xiàn)嚙合時(shí)，能施加足夠的軸向力，把所述鎖閉板(41)保持在相對(duì)于所述第一齒輪(25)的所述鎖閉位置(圖4)。
12.一種差速齒輪機(jī)構(gòu)，包括形成一旋轉(zhuǎn)軸(A)和一齒輪腔(13)的一齒輪箱(11)；設(shè)置在所述齒輪腔(13)中的差速齒輪機(jī)構(gòu)至少包括一個(gè)輸入齒輪(17)和第一(25)及第二(23)輸出齒輪；可操作地限制所述第一輸出齒輪(25)與隨其共同旋轉(zhuǎn)的所述齒輪箱(11)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括第一(59)和第二(63)致動(dòng)板的所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)由一凸輪和傾斜式致動(dòng)器(55)組成，其中，所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板從其非致動(dòng)狀態(tài)(圖2)到致動(dòng)狀態(tài)(圖4)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，有效地使所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)向嚙合狀態(tài)(圖4)移動(dòng)；所述第二致動(dòng)板(63)在所述非致動(dòng)狀態(tài)(圖2)被設(shè)置得與所述齒輪箱(11)一起旋轉(zhuǎn)；靠近所述第二致動(dòng)板(63)設(shè)置一電磁致動(dòng)器(57)，該電磁致動(dòng)器響應(yīng)一電輸入信號(hào)(75)可操作，使所述第二致動(dòng)板(63)相對(duì)于所述齒輪箱(11)旋轉(zhuǎn)；其特征在于(a)所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板被設(shè)置在齒輪箱端壁(53)的外部，所述第一致動(dòng)板(59)可朝向端壁(53)軸向移動(dòng)，并具有相隨的多個(gè)致動(dòng)元件(85)，所述致動(dòng)元件(85)在軸向延伸而穿過(guò)所述端壁(53)上的相應(yīng)孔(81)；(b)所述旋轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)(35)由一鎖閉部分(107)組成，并被固定得隨第一輸出齒輪(25)旋轉(zhuǎn)；(c)所述鎖閉部分(107)和所述多個(gè)致動(dòng)元件(85)配合，當(dāng)所述第致動(dòng)板(59)移向所述端壁(53)，使所述致動(dòng)元件(85)相對(duì)于第一輸出齒輪(25)朝向鎖閉位置移動(dòng)時(shí)，使第一輸出齒輪(25)鎖閉在相對(duì)于所述齒輪箱(11)不旋轉(zhuǎn)的鎖閉位置。
13.如權(quán)利要求12的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板處于所述非致動(dòng)狀態(tài)(圖5)時(shí)，機(jī)構(gòu)(51)使所述第一致動(dòng)板(59)偏置，從所述鎖閉位置離開(kāi)所述齒輪箱端壁(53)。
14.如權(quán)利要求12的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖閉部分(107)一般是環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)成環(huán)形，所述多個(gè)致動(dòng)元件(85)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(A)成環(huán)形設(shè)置，并與所述鎖閉部分(107)軸向?qū)χ小?br> 15.如權(quán)利要求12的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)凸輪元件(67)，其與所述第一(59)和第二(63)致動(dòng)板可操作地配合。
16.如權(quán)利要求12的差速齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器(57)由一固定的、一般是環(huán)形的電磁線(xiàn)圈(71)組成，該電磁線(xiàn)圈的設(shè)置使其對(duì)所述第二致動(dòng)板(63)成包圍關(guān)系，所述致動(dòng)器包括一元件(77)，該元件被固定得隨所述第二致動(dòng)板(63)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電激勵(lì)鎖閉差速器，它包括一種差速齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括一第一輸出齒輪(25)，和一包括第一(59)和第二(63)致動(dòng)板的凸輪傾斜致動(dòng)器(55)，它們的相對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一板(59)朝向第一輸出齒輪(25)軸向移動(dòng)。該機(jī)構(gòu)包括一電磁致動(dòng)器(57)，該電磁致動(dòng)器可操作地使第二致動(dòng)板(63)相對(duì)于一齒輪箱(11)旋轉(zhuǎn)。兩致動(dòng)板(59，63)都設(shè)置在齒輪箱端壁(53)的外部，第一致動(dòng)板(59)具有多個(gè)致動(dòng)元件(85)，其通過(guò)端壁(53)中的孔(81)軸向延伸。一鎖閉板(41)設(shè)置得靠近第一輸出齒輪(25)，并被固定得相對(duì)于齒輪箱不可轉(zhuǎn)動(dòng)，但可軸向移動(dòng)。輸出齒輪(25)形成有一圈齒(39)，鎖閉板(41)形成有多個(gè)容納該齒的凹槽(43)，當(dāng)凸輪傾斜致動(dòng)器(55)和致動(dòng)元件(85)使鎖閉板移向鎖閉位置(圖4)時(shí)，使鎖閉板(41)相對(duì)于輸出齒輪鎖閉。
文檔編號(hào)F16H48/30GK1395051SQ0212626
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者R·K·奇德?tīng)? J·F·羅斯克, A·S·魯?shù)戮S格, L·小麥克奧利菲 申請(qǐng)人:易通公司