CN203384321U - 电子致动锁止式差速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子致动锁止式差速器，该电子致动锁止式差速器包括：齿轮箱；一对侧齿轮，一对侧齿轮布置在齿轮箱中，且可操作地适应于与相应的一对车轴半轴一起转动；锁止板，锁止板布置在齿轮箱中，且可操作地与侧齿轮中的一个关联，且能够相对于侧齿轮中的一个轴向移动。电子致动锁止式差速器还包括：复位弹簧，复位弹簧布置在齿轮箱中，且与锁止板配合以将锁止板偏置为轴向远离侧齿轮中的一个；与锁止板配合的电子致动器，电子致动器具有围绕齿轮箱的一部分布置的非转动式定子、与定子关联的电磁线圈、以及联接至锁止板且能够相对于定子轴向移动的非转动式电枢。

Description

电子致动锁止式差速器

技术领域

本实用新型总体上涉及一种电子致动锁止式差速器，更具体地涉及一种用于差速操作的具有非转动式定子和电枢的电子致动锁止式差速器。

背景技术

在自动化应用领域，相关领域的电子致动锁止式差速器可以被电子致动且被设计成用于前轮驱动（FWD）、后轮驱动（RWD）、全轮驱动（AWD）和四轮驱动（4WD）车辆，从而在需要时能够锁止或者解锁差速器。司机能够通过手动致动安装到车辆的仪表板或者控制台上的开关或按钮来锁止前轮和/或后轮。在此类扭矩控制设备中，电枢允许与差速器一起旋转或转动，并且电枢没有机械地附接到差速器中的锁止板上。

虽然此类型的锁止式差速器总体上已经达到了想要的目的，但是还存在某些缺点。更具体地，这些装置限定了电子地感知差速器的锁止状态的能力。此外，向转动的电枢添置传感器可能导致成本增加，因为传感器是非接触式的。同时，附接到转动的电枢的任何传感器的耐久性和耐用性变成了一种隐患。

因此，在本领域中，存在对如下的电子致动锁止式差速器的需求：该电子致动锁止式差速器能够独立于动力传动系统的转动而锁止右车轴和左车轴，并且能够独立于车辆方向而使得右车轴和左车轴保持锁止。特别地，在相关领域存在对包括这些特征的电子致动锁止式差速器的需求。

实用新型内容

本实用新型包括用于机动车辆的电子致动锁止式差速器，所述电子致动锁止式差速器包括：齿轮箱；一对侧齿轮，所述一对侧齿轮布置在所述齿轮箱中，且可操作地适应于与相应的一对车轴半轴一起转动；锁止板，所述锁止板布置在所述齿轮箱中，且可操作地与所述侧齿轮中的一个关联，且能够相对于所述侧齿轮中的一个轴向移动。所述电子致动锁止式差速器还包括：复位弹簧，所述复位弹簧布置在所述齿轮箱中，且与所述锁止板配合以将所述锁止板偏置为轴向远离所述侧齿轮中的一个；以及与所述锁止板配合的电子致动器，所述电子致动器具有围绕所述齿轮箱的一部分布置的非转动式定子、与所述定子关联的电磁线圈、以及联接至所述锁止板且能够相对于所述定子轴向移动的非转动式电枢。当向所述电磁线圈供应直流电（DC）时，在所述定子中产生磁能，从而在所述电枢和所述定子之间产生吸引力，从而产生如下的力：该力传递到所述锁止板且使得所述锁止板压缩复位弹簧，并且使得所述锁止板与所述侧齿轮接合以将所述侧齿轮锁止至所述齿轮箱，并且因此锁止所述一对车轴半轴。

在本实用新型的一个方面，在定子和电枢相对于差速器的转动保持静止的情况下，通过将滑动环重新定位成远离电磁线圈，新式非转动式电子致动器能够很容易地检测到锁止。通过不允许电枢转动，由于消除了电枢和定子之间的摩擦阻力，所以当差速器锁止时可以消除寄生损失。本实用新型的电子致动器由于较少的摩擦，所以在差速器中产生较少的热量。因为电枢机械地联接到锁止板，所以本实用新型的电子致动器能够基于电枢的轴向位置而检测或感知到差速器何时被锁止或是被解锁。因为电枢不转动，所以本实用新型的电子致动器在使用接触式传感器的情况下在转动时不用担心振摆（runout）或者间隙变化，并且在使用接触式传感器的情况下不用考虑机械式滑动环装置还是电子式滑动环装置。

附图说明

在结合附图阅读完以下说明之后，能够更容易地领会到本实用新型的其他方面，同时本实用新型的其他方面也变得更好理解。

图1是本实用新型的电子致动锁止式差速器的局部立体图；和

图2是本实用新型的电子致动锁止式差速器的分解图。

具体实施方式

本实用新型所设计类型的电子致动锁止式差速器的一个代表性示例在图1和图2中总体上以10表示。如图1和图2所示，差速器10包括总体上由12表示的齿轮箱，以及端盖（未示出），可以通过诸如多个螺栓（未示出）等的任何适当的紧固件将该端盖固定到齿轮箱12上。齿轮箱12和端盖彼此协作以限定总体上由14表示的齿轮室。典型地，通过可以附接到凸缘16的输入环形齿轮（未示出）将扭矩输入到差速器10。齿轮组被保持在齿轮室14中并且具有至少一对输入小齿轮18。小齿轮18安装成可绕小齿轮轴20转动，通过任何适当的机构相对于齿轮箱12固定该小齿轮轴20。小齿轮18是齿轮组的输入齿轮并且与总体上由22、24表示的相应的一对左右侧齿轮啮合。侧齿轮22、24限定相应的内部直线型花键组26（只示出了用于齿轮22的花键组），该花键组用于与相应的一对左右车轴（未示出）上的外部配对花键进行花键接合。齿轮箱12限定环状毂部28、30，在该环状毂部上可以安装有相应的一对轴承组（未示出），该一对轴承组用于提供转动的差速器10相对于外壳或外架（未示出）的转动支承。

总体上由32表示的防转动机构具有大致环状圈箍构件或者锁止板34，并且整体放置在齿轮箱12中，且可操作地与侧齿轮22（第一输出齿）关联。锁止板34与侧齿轮22间隔开，并且沿着侧齿轮22的外表面是可滑动的。总体由36表示的电子致动器放置成基本上位于齿轮箱12外部。更具体地，电子致动器36靠近侧齿轮22（第一输出齿）围绕着齿轮箱12而放置在齿轮箱12的端部。电子致动器36具有基本位于齿轮箱12外部的定子38。更具体地，定子38靠近凸缘16围绕齿轮箱12而放置在齿轮箱12的端部。定子38是静止的，且相对于齿轮箱12是非转动的。电子致动器36还具有总体上由40表示的电磁线圈，该电磁线圈放置在定子38的腔体42中。电磁线圈40通过一对电引线44而通电且接收来自电源（未示出）的直流电（DC）。电子致动器36还具有总体上由46所表示的电枢，该电枢46与电磁线圈40隔开从而在两者之间形成间隙48。电枢46是大致圆形的盘体且具有轴向延伸的外凸缘50和轴向延伸的内凸缘52，该内凸缘52与外凸缘50径向上隔开。电枢46通过环形滑动环54机械地联接到锁止板34。内凸缘52具有多个大约沿周向隔开的切口56。径向地布置在电枢46中的切口56集中磁能并且最大化这些区域中的力势（force potential）。电枢46还具有从外部凸缘50向外延伸的径向延伸的目标凸缘58（targetflange）。电枢46是非转动的，但是相对于定子38是可轴向移动的。致动器36包括附接到齿轮箱12的凸缘16上的传感器60，该传感器60放置成与电枢46的目标凸缘58相对，从而基于电枢46的轴向位置而感知差速器10何时被锁止或者被解锁。传感器60是接触式传感器。锁止板34被诸如波形弹簧的复位弹簧62偏置到非致动的“非锁止”模式。应该理解，可以使用其他类型的传感器，例如，诸如霍尔效应传感器或者近距离传感器的非接触式传感器。

径向地设置在电枢46中的切口56集中磁能并且最大化致动器36的这些区域中的力势，然而，一些磁能在具有导向器（pilot）的区域中逸出，而不转换为可用的力。这些切口56一对一地优化本实用新型的力势。图2是图1的配件的后部立体图。

在采用差速器10的车辆的正常直行操作中，在左右车轴或者侧齿轮22、24之间不会发生差速。因此，小齿轮18不会相对于小齿轮轴20转动。结果，齿轮箱12、小齿轮18和侧齿轮22、24都绕着一个转动轴转动，就好像齿轮箱12、小齿轮18和侧齿轮22、24是一个固体单元。

当向电磁线圈40供应直流电（DC）时，在定子38中产生磁能，该磁能在电枢46和定子38之间产生吸引力，该吸引力起始于大约40磅力（lbf），终止于大约250磅力（lbf），并且使得电枢46向定子38移动。该力通过滑动环54而传递到锁止板34，其中该锁止板34压缩复位弹簧62直到锁止板34向侧齿轮22施加所需的制动转矩，并且将该侧齿轮22锁止到差速箱12中，因此独立于动力传动系统的转动而锁止左侧车轴和右侧车轴。应该理解，基于本实用新型，差速器10使得左侧车轴和右侧车轴独立于车辆方向而保持锁止。基于本实用新型也应该理解差速器10优选地用于需要频繁地经过不稳定状态或方向反转的应用场景，例如在雪地上行驶时。此外，基于本实用新型应该理解：在使得定子38和电枢46相对于差速器10的转动保持静止的情况下，通过将滑动环54重新定位成远离电磁线圈40，差速器10也能够很容易地检测到锁止。

能够手动地控制差速器10，其中车辆的驾驶员手动地选择“锁止”模式（而不是“解锁”模式）以操作差速器10。例如，当车辆处于静止状态时，驾驶员简单地手动致动开关或按钮（未示出），诸如安装在车辆的仪表板或者控制台上的简单的瞬时类型的“on/off”触发开关或摇杆开关或按钮。以此方式，使得电路闭合（未示出），因此接通电路中的电流和打开定位在触发开关或按钮中或附近的指示灯（未示出），从而向司机指示差速器被致动。电流在电路中流动并且最终到达差速器10的电磁线圈48。差速器10然后操作在“锁止”模式下（即，当车辆处于一档或者倒车挡时）。以此，第一输出齿轮22相对于齿轮箱12锁止，防止第一输出齿轮22和齿轮箱12之间的进一步差速。

通过不允许电枢46转动，因为消除了电枢46和定子38之间的摩擦阻力，所以当差速器10锁止时可以消除寄生损失。本实用新型的电子致动器36由于较少的摩擦，在差速器10中产生较少的热量。因为电枢46机械地联接到锁止板34，所以能够基于电枢46的轴向位置而检测或感知到差速器10的锁止状态和解锁状态。

在上述的说明中，详细地说明了本实用新型，应当理解通过阅读和理解该说明书，本实用新型的多个方面的多种变型和修改对于本领域的普通技术人员来说将变得显而易见。试图将所有这些变型和修改包括在本实用新型中，只要这些变型和修改处于所附权利要求的范围内。

以下是用在本实用新型中的附图标记的列表：

10 差速器

12 齿轮箱

14 齿轮室

16 凸缘

18 小齿轮

20 小齿轮轴

22、24 侧齿轮

26 花键

28、30 毂部

32 防转动机构

34 锁止板

36 电子致动器

38 定子

40 电磁线圈

42 腔

44 电引线

46 电枢

48 间隙

50 外凸缘

52 内凸缘

54 滑动环

56 切口

58 目标凸缘

60 传感器

62 复位弹簧

Claims (16)

1.一种电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述电子致动锁止式差速器包括：

齿轮箱；

一对侧齿轮，所述一对侧齿轮布置在所述齿轮箱中，且可操作地适应于与相应的一对车轴半轴一起转动；

锁止板，所述锁止板布置在所述齿轮箱中，且可操作地与所述侧齿轮中的一个关联，且能够相对于所述侧齿轮中的一个轴向移动；

复位弹簧，所述复位弹簧布置在所述齿轮箱中，且与所述锁止板配合以将所述锁止板偏置为轴向远离所述侧齿轮中的一个；以及

与所述锁止板配合的电子致动器，所述电子致动器包括围绕所述齿轮箱的一部分布置的非转动式定子、与所述定子关联的电磁线圈、以及联接至所述锁止板且能够相对于所述定子轴向移动的非转动式电枢；

其中，向所述电磁线圈供应直流电（DC）并且在所述定子中产生磁能，从而在所述电枢和所述定子之间产生吸引力，从而产生如下的力：该力传递至所述锁止板且使得所述锁止板压缩复位弹簧，并且使得所述锁止板与所述侧齿轮接合以将所述侧齿轮锁止到所述齿轮箱，因此锁止所述一对车轴半轴。

2.根据权利要求1所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述电子致动器具有径向延伸的目标凸缘。

3.根据权利要求1所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，包括传感器，所述传感器附接至所述定子且与所述目标凸缘相对，从而基于所述目标凸缘相对于所述传感器的轴向位置而感知存在的是锁止状态还是解锁状态。

4.根据权利要求3所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述传感器是接触式传感器。

5.根据权利要求3所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述传感器是非接触式传感器。

6.根据权利要求1所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述电枢总体上是圆形的盘体且具有轴向延伸的外凸缘和轴向延伸的内凸缘。

7.根据权利要求6所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述内凸缘具有沿该内凸缘的周向间隔开的多个切口，从而集中磁能且最大化这些区域中的力势。

8.根据权利要求1所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，包括机械地联接至所述电枢和所述锁止板的滑动环。

9.根据权利要求1所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述定子具有腔体，所述电磁线圈被接纳在所述定子的所述腔体内。

10.一种电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述电子致动锁止式差速器包括：

齿轮箱；

一对侧齿轮，所述一对侧齿轮布置在所述齿轮箱中，且可操作地适应于与相应的一对车轴半轴一起转动；

锁止板，所述锁止板布置在所述齿轮箱中，且可操作地与所述侧齿轮中的一个关联，且能够相对于所述侧齿轮中的一个轴向移动；

复位弹簧，所述复位弹簧布置在所述齿轮箱中，且与所述锁止板配合以将所述锁止板偏置为轴向远离所述侧齿轮中的一个；以及

与所述锁止板配合的电子致动器，所述电子致动器包括围绕所述齿轮箱的一部分布置的非转动式定子、与所述定子关联的电磁线圈、以及联接至所述锁止板且能够相对于所述定子轴向移动的非转动式电枢；

其中，向所述电磁线圈供应直流电（DC）并且在所述定子中产生磁能，从而在所述电枢和所述定子之间产生吸引力，从而产生如下的力：该力传递至所述锁止板且使得所述锁止板压缩复位弹簧，并且使得所述锁止板与所述侧齿轮接合以将所述侧齿轮锁止到所述齿轮箱，因此锁止所述一对车轴半轴；以及

目标凸缘和传感器，所述目标凸缘从所述电枢径向延伸，所述传感器附接至所述定子且与所述目标凸缘相对，从而基于所述目标凸缘相对于所述传感器的轴向位置而感知存在的是锁止状态还是解锁状态。

11.根据权利要求10所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述传感器是接触式传感器。

12.根据权利要求10所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述传感器是非接触式传感器。

13.根据权利要求10所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述电枢总体上是圆形的盘体且具有轴向延伸的外凸缘和轴向延伸的内凸缘，所述目标凸缘从所述外凸缘开始延伸。

14.根据权利要求13所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述内凸缘具有沿该内凸缘的周向间隔开的多个切口，从而集中磁能且最大化这些区域中的力势。

15.根据权利要求10所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，包括机械地联接至所述电枢和所述锁止板的滑动环。

16.根据权利要求10所述的电子致动锁止式差速器，其特征在于，所述定子具有腔体，所述电磁线圈被接纳在所述定子的所述腔体内。

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