專利名稱：機械鎖止差速器閉鎖機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及差速齒輪機構(gòu)(差速機構(gòu))，更特別地涉及通常被稱為"鎖 止差速器"類型的機構(gòu)。更具體地，本發(fā)明涉及也被稱為"機械鎖止器" 類型的機構(gòu)，即，與液壓致動或電磁致動相比而言響應于機械裝置的操作 來產(chǎn)生鎖止功能的鎖止差速器。
背景技術(shù)：
由本發(fā)明的受讓人制造的傳統(tǒng)鎖止差速器釆用飛塊(離心配重， flyweight )機構(gòu)來啟動差速離合器的鎖定，其中飛塊機構(gòu)接著阻滯(retard ) 凸輪盤相對于差速器輸入(即，環(huán)形齒輪和差速器殼體)的旋轉(zhuǎn)。采用飛 塊機構(gòu)啟動離合器接合的這種類型的鎖止差速器現(xiàn)在是公知的，并且可根 據(jù)美國專利No. 3,606,803、 5,484,347和6,319,166中的任一篇或多篇文獻 的教導制造出，以上所有文獻都已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并且結(jié)合于此作 為參考。但是，應當理解，本發(fā)明并不僅限于才艮據(jù)所引用專利的教導而制 造出的鎖止差速器。
本發(fā)明的受讓人制造和商售的鎖止差速器多年來已獲得廣泛的商業(yè)應 用，并且尤其在那些至少在一部分工作循環(huán)中在粗糙不平的地形或在牽引
力差的情況下工作的車輛上能以極其令人滿意的方式實施。當車輛在凈皮稱 為"對分(split) 表面上工作(即車輛一側(cè)的驅(qū)動輪具有非常好的牽
引力，而車輛另一側(cè)的驅(qū)動輪具有非常差的牽引力)時，這種鎖止差速器 的表現(xiàn)尤其出色。在這種工作條件下，所述鎖止差速器將使鎖止離合器接 合，從而以差速器殼體的輸入速度(即輸入環(huán)形齒輪的轉(zhuǎn)速)驅(qū)動兩個驅(qū) 動輪。
已觀察到傳統(tǒng)的鎖止差速器不能以令人滿意的方式工作的一種情況出
現(xiàn)在配備有機械鎖止差速器的車輛在驅(qū)動輪之一的"磨損(spin-out)，，為 固有的狀態(tài)下工作時。例如，如果車輛以小型備用輪胎(即，為了節(jié)約車 廂內(nèi)的空間而比"正常"輪胎小得多的備用輪胎)工作，則即便是車輛工 作在"直行"模式，輪胎直徑上的差異也會引起差速器飛塊機構(gòu)的工作和 差速離合器組件的鎖定。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的"機械鎖止器"類型的差速齒 輪機構(gòu)，其中能以某種方式控制通常啟動差速離合器的接合的機械裝置的 操作，其中所述控制不僅僅依賴于所述機械裝置的正常操作模式。
本發(fā)明的更具體的目的是提供這樣一種改進的差速齒輪機構(gòu)，其中能 "閉鎖"或防止飛塊機構(gòu)的操作，所述飛塊機構(gòu)對兩個差速器半軸齒輪(側(cè) 齒輪)之間的速度差作出反應并啟動差速離合器的接合。
本發(fā)明的上述及其它目的是通過提供這樣一種改進的差速齒輪機構(gòu)來 實現(xiàn)的，該機構(gòu)包括限定有齒輪腔的齒輪殼，差速齒輪組設(shè)置在所述齒輪 腔中，并且包括至少一個輸入齒輪和限定了旋轉(zhuǎn)軸線的一對輸出齒輪。鎖 止離合器可用于阻滯差速作用，和用于致動所述鎖止離合器的致動裝置。 所述鎖止離合器可在接合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間操作，所述接合狀態(tài)能夠有 效地阻滯所述齒輪殼和所述輸出齒輪之間的相對旋轉(zhuǎn)。所述致動裝置包括 可用于實現(xiàn)所述鎖止離合器的接合狀態(tài)的凸輪裝置，和可用于接合所述凸 輪裝置并阻滯所述凸輪裝置的一個部件的旋轉(zhuǎn)的阻滯裝置。所述阻滯裝置
所述
飛塊機構(gòu)能以大致代表差速作用的程度的速度旋轉(zhuǎn)并且限定了可響應于預 定程度的差速作用而從縮回位置移動到伸展位置的停止表面。所述致動裝 置還包括被設(shè)置成當所述停止表面處于所述伸展位置時與所述停止表面接
合的閂鎖(latch)表面。
所述改進的差速齒輪機構(gòu)的特征在于與所述飛塊機構(gòu)可操作地結(jié)合并 且包括閉鎖部件的閉鎖機構(gòu)，所述閉鎖部件能響應于輸入信號而在正常狀 態(tài)和閉鎖狀態(tài)之間定位。在所述正常狀態(tài)下，所述閉鎖部件允許所述停止 表面從縮回位置運動到伸展位置。在所述閉鎖狀態(tài)下，所述閉鎖部件防止 停止表面從所述縮回位置運動到所述伸展位置。
所述改進的差速齒輪機構(gòu)的特征還在于與所述飛塊機構(gòu)可操作地結(jié)合 并且包括閉鎖部件的閉鎖機構(gòu)，所述閉鎖部件能響應于輸入信號而在正常 狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)之間定位。在所述正常狀態(tài)下，所述閉鎖部件允許所述停 止表面從縮回位置運動到伸展位置。在所述閉鎖狀態(tài)下，所述閉鎖部件阻 止停止表面從所述縮回位置運動到所述伸展位置。


圖l是可利用本發(fā)明的鎖止差速機構(gòu)類型("現(xiàn)有技術(shù)")的軸向截面。
圖2是圖1所示的鎖止差速機構(gòu)的局部的橫向截面，并且與圖1具有 大致相同的比例。
圖3是與圖1類似的軸向截面，但具有更大的比例，其更詳細地描繪
了包括圖1中的鎖止差速機構(gòu)的重要部分的飛塊機構(gòu)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的鎖止差速機構(gòu)的透視圖。
圖5是包括圖4中的鎖止差速機構(gòu)的重要部分的飛塊機構(gòu)和閉鎖機構(gòu)
的詳細^見圖。
圖6是圖4中的鎖止差速機構(gòu)的局部剖視圖，示出了處于正常狀態(tài)的 閉鎖部件。 圖7是圖4中的鎖止差速才幾構(gòu)的局部剖^f見圖，示出了處于閉鎖狀態(tài)的 閉鎖部件。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的替換實施例的鎖止差速機構(gòu)的透視圖。
圖9是包括圖8中的鎖止差速機構(gòu)的重要部分的飛塊機構(gòu)和閉鎖機構(gòu)
的詳細一見圖。
圖10是圖9所示的閉鎖機構(gòu)的一部分的剖-現(xiàn)圖。
圖11是圖9所示的飛塊機構(gòu)和閉鎖機構(gòu)的局部剖視圖。
圖12是圖8中的鎖止差速機構(gòu)的局部剖視圖，示出了處于正常狀態(tài)的
閉鎖部件。
圖13是圖8中的鎖止差速機構(gòu)的局部剖視圖，示出了處于閉鎖狀態(tài)的 閉鎖部件。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的替換實施例的鎖止差速機構(gòu)的透視圖。
圖15是包括圖14中的鎖止差速機構(gòu)的重要部分的飛塊機構(gòu)和閉鎖機 構(gòu)的詳細透^見圖。
圖16是圖14中的飛塊機構(gòu)和閉鎖機構(gòu)的俯^L圖。
圖17是圖14中的鎖止差速機構(gòu)的剖視圖，示出了處于鎖止位置的閂 鎖部件。
圖18是沿圖17中的線18-18截取的鎖止差速機構(gòu)的剖視圖，示出了 處于正常狀態(tài)的閉鎖機構(gòu)。
圖19是圖14中的鎖止差速機構(gòu)的剖視圖，示出了處于解鎖位置的閂 鎖部件。
圖20是沿圖19中的線20-20截取的鎖止差速機構(gòu)的剖視圖，示出了 處于閉鎖狀態(tài)的閉鎖機構(gòu)。
具體實施例方式
現(xiàn)在參見附圖，這些附圖并不用于限制本發(fā)明。圖l是可有利地采用 本發(fā)明的鎖止差速齒輪機構(gòu)的軸向剖面。圖1所示的鎖止差速器的總體構(gòu) 造和操作對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，并且已在上文所結(jié)合的專利
中更詳細地進行了描繪和說明。圖1所示的差速齒輪^L構(gòu)("現(xiàn)有4支術(shù)，，) 包括在內(nèi)部限定了整體用13表示的齒輪腔的齒輪殼11。轉(zhuǎn)矩通常通過輸 入齒輪15 (在圖1中僅局部示出)輸入至鎖止差速器。輸入齒輪15 (也被 稱為"環(huán)形齒輪")用于與接收來自車輛傳動系統(tǒng)的輸入驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的輸入 小齒輪(圖1中未示出)齒嚙合。輸入齒輪15可通過多個螺栓17附^fc 齒輪殼11上。
包括多個可旋轉(zhuǎn)地安裝在小齒輪軸21 (在圖1中只示出了其一部分) 上的小齒輪19(圖1中只示出了其中一個)的差速齒輪組設(shè)置在齒輪腔13 內(nèi)。小齒輪軸21通過此處未示出的任意適當裝置固定至齒輪殼11。小齒 輪包括差速齒輪組的輸入齒輪，并且與包括所述差速齒輪組的輸出齒輪的 一對半軸齒輪23和25嚙合。半軸齒輪23和25分別與一對半軸27和29 花鍵接合。齒輪殼11包括分別環(huán)繞半軸27和29的環(huán)形轂部31和33。通 常，在穀部31和33上安裝有軸承組(未示出)，以為差速齒輪才幾構(gòu)提供 相對于主外差速殼體(此處也未示出)的旋轉(zhuǎn)支承。
在車輛的正常的直行操作中，左、右半軸27和29之間不會產(chǎn)生差速 作用，并且小齒輪19不會相對于小齒輪軸21旋轉(zhuǎn)。因此，齒輪殼ll、小 齒輪19、半軸齒輪23和25以及半軸27和29都繞半軸27和29的旋轉(zhuǎn)軸 線(A)作為整體的單元旋轉(zhuǎn)。
在特定的工作條件下，例如當車輛轉(zhuǎn)彎或與半軸27和29相關(guān)的輪胎 尺寸出現(xiàn)微小差異時，可允許在半軸齒輪23和25之間產(chǎn)生一定量的差速 作用，直至達到預定水平的速度差。在所述預定水平以上(例如，在半軸 齒輪23和25之間具有約100rpm以上的差異)表示車輪的磨損嚴重，希 望的是阻滯各個半軸齒輪23和25與齒輪殼11之間的相對旋轉(zhuǎn)，以防止在 半軸27和29之間出現(xiàn)過度的差速作用。
為了阻滯差速作用，差速齒輪裝置設(shè)有用于鎖定差速齒輪組的鎖定裝 置，和用于致動所述鎖定裝置的致動裝置。鎖定裝置和致動裝置的一般構(gòu) 造和操作現(xiàn)在在本領(lǐng)域中是公知的，在本文中只作簡要描述。為了更詳細
地解釋所述鎖定裝置和致動裝置，應當參見上面所結(jié)合的專利，以及美國
專利No.RElS，0(M和美國專利No. 3,831,462，上述兩個專利也轉(zhuǎn)讓給了本 發(fā)明的受讓人。
在本實施例中，所述鎖定裝置包括總體上由35表示的離合器組件?，F(xiàn) 在本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，離合器組件35包括花鍵連接到齒輪殼11的 多個外離合器盤，和花鍵連接到半軸齒輪23的多個內(nèi)離合器盤。仍參見圖 1，所述鎖定裝置還包括總體上由41表示的凸輪機構(gòu)。鎖止差速器領(lǐng)域的 技術(shù)人員公知的是，凸輪機構(gòu)41的主要功能在于實現(xiàn)離合器組件35從圖 1所示的分離狀態(tài)向接合、"加載"狀態(tài)(此處未具體示出)的運動。在 所述接合狀態(tài)下，離合器組件35可有效地阻滯齒輪殼11和半軸齒輪23 之間的相對轉(zhuǎn)動，從而阻滯和最小化半軸齒輪23和25之間的差速作用。
凸輪機構(gòu)41包括半軸齒輪23和主凸輪部件43。半軸齒輪23限定有 凸輪表面45，并且凸輪部件43限定有凸輪表面47。凸輪部件43還限定了 一組外齒49,其功能將在隨后加以描述。在車輛的正常的直行工作期間， 不會產(chǎn)生或只會產(chǎn)生很小的差速作用，凸輪表面45和47保持在圖1所示 的中立位置(neutral position)，而凸輪部件43與半軸齒輪23以相同的 轉(zhuǎn)速一起旋轉(zhuǎn)。離合器組件35向接合狀態(tài)的運動是通過阻滯凸輪部件43 相對于半軸齒輪23的旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)的，以引起凸輪表面45和47的"傾斜 (ramping)"，這對于凸輪領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。這種傾斜導致凸 輪部件43向圖l左邊的軸向運動，從而啟動離合器組件35的接合。
為了阻滯凸輪部件43相對于半軸齒輪23的旋轉(zhuǎn)，鎖止差速齒輪機構(gòu) 包括整體上由51表示的阻滯機構(gòu)，其包括用于致動所述鎖定裝置的致動裝 置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然清楚，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可采用各種不同構(gòu)造 和類型的阻滯機構(gòu)。在本實施例中，僅作為示例，阻滯機構(gòu)51可以是在上 面結(jié)合的專利和下面將要詳細描述和說明的飛塊類型。阻滯機構(gòu)51安裝在 齒輪殼11內(nèi)而繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括圓筒形的飛塊部分53。阻滯 機構(gòu)51還包括外齒部分55，其與凸輪部件43的外部齒輪齒49嚙合。
飛塊部分53可繞圖5所示的軸線(a)旋轉(zhuǎn)，并且被定向為大致與旋 轉(zhuǎn)軸線(A)平行，其轉(zhuǎn)速大致代表了差速作用的程度。飛塊部分53包括
一對飛塊部件56，每個飛塊部件56限定了停止表面57。所述停止表面57 可響應于預定程度的差速作用從縮回位置(圖2)運動到伸展位置(未示 出)。飛塊部件還限定了樞轉(zhuǎn)部分59，該樞轉(zhuǎn)部分限定了與飛塊部分53 的軸線(a)大致平行并且間隔開的樞轉(zhuǎn)軸線。停止表面57大致與所述樞 轉(zhuǎn)軸線相對地設(shè)置。所述致動裝置包括設(shè)置成當所述停止表面處于伸展位 置時與停止表面57接合的閂鎖表面61。
在工作過程中，如果在半軸27和29之間開始產(chǎn)生差速作用，則半軸 齒輪23和凸輪部件43將一致地以與齒輪殼11的速度不同的速度開始旋 轉(zhuǎn)，使阻滯機構(gòu)51開始以作為差速作用程度的函數(shù)的轉(zhuǎn)速繞其軸線(a) 旋轉(zhuǎn)。隨著阻滯才幾構(gòu)51的轉(zhuǎn)速增大，離心力使飛塊56向外運動，直到飛 塊停止表面57之一與所述閂鎖表面61接合，從而防止阻滯機構(gòu)51的進一 步旋轉(zhuǎn)。當阻滯機構(gòu)51停止旋轉(zhuǎn)時，帶齒部分55和齒輪齒49的接合使凸 輪部件43以與齒輪殼11相同的速度(該速度與半軸齒輪23的轉(zhuǎn)速不同) 旋轉(zhuǎn)，導致傾斜并且啟動所述離合器組件35的接合。
參見圖4-7,所示的差速齒輪機構(gòu)基本上與圖1所示的機構(gòu)類似，但具 有至少一個區(qū)別，即閉鎖機構(gòu)63可操作地與所述阻滯機構(gòu)51結(jié)合。當不 需要差速器的自動鎖止時(例如，當車輛使用小型備用輪胎工作時)，閉 鎖機構(gòu)63允許所述阻滯機構(gòu)51被選擇性地停用。
閉鎖機構(gòu)63包括可響應于輸入信號而在正常狀態(tài)(圖6)和閉鎖狀態(tài) (圖7)之間定位的閉鎖部件65。在正常狀態(tài)，閉鎖部件65允許所述停止 表面57從縮回位置運動到伸展位置。在閉鎖狀態(tài)，閉鎖部件65阻止所述 停止表面57從縮回位置運動到伸展位置。
在圖4-7描繪的實施例中，閉鎖部件65大致為圓筒形，具有在外齒部 分55和飛塊56之間可運動地支承在所述阻滯機構(gòu)51上的杯形體部。在閉 鎖狀態(tài)(圖7)下，閉鎖部件65至少部分地圍繞所述飛塊機構(gòu)53,以防止 飛塊部件56隨著飛塊機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而向外樞轉(zhuǎn)。在正常狀態(tài)(圖6)下，閉 鎖部件65朝向外齒部分55縮回，以便飛塊56自由地向外樞轉(zhuǎn)。
閉鎖機構(gòu)63還包括具有電磁線圏71的大致環(huán)形的第一部件69,所述
電磁線圏可通電以產(chǎn)生磁場。具有已知的磁特性的大致環(huán)形的第二部件73 繞所述第一環(huán)形部件69設(shè)置，并且包括斜坡75。第一環(huán)形部件69關(guān)于齒 輪殼11如此固定不動(stationary)，使得齒輪殼11在工作過程中相對于 第一環(huán)形部件69旋轉(zhuǎn)。通過第二環(huán)形部件與由所述線圏產(chǎn)生的磁場的相互 作用，當線圏71斷電時第二環(huán)形部件73可隨著齒輪殼11自由地旋轉(zhuǎn)，并 且當線圏71通電時，可抑制所述第二環(huán)形部件隨著齒輪殼ll旋轉(zhuǎn)。線圏 71由電輸入信號通電，其中所述電輸入信號通過電連接器77選擇地傳輸 到所述線圏71。所述連接器與控制器(未示出)通信，其中所述控制器可 以是例如控制電輸入信號向線圏71傳輸?shù)能囕v電子控制單元(ECU)。
仍參見圖4-7,閉鎖機構(gòu)63還包括可運動的細長銷79,所述銷79連 接到所述閉鎖部件65并且當線圏71通電時適于與斜坡75接合，以使閉鎖 部件65朝閉鎖狀態(tài)移動。銷79由齒輪殼11支承，以沿大致平行于軸線(a) 的軸線運動。銷79從阻滯機構(gòu)51朝側(cè)向偏置并且通過連接部件81連接到 閉鎖部件65。銷79在第二環(huán)形部件73附近延伸穿過并離開齒輪殼11，并 且包括相對于銷79的支承在齒輪殼11內(nèi)部的部分正交設(shè)置的端部83。當 線圏71通電并且第二環(huán)形部件73的旋轉(zhuǎn)被抑制時，所述端部83與斜坡 75接合。在接合過程中，隨著端部83駛上斜坡75，銷79從齒輪殼11中 (朝向圖5的右側(cè))拉出，并且閉鎖部件65朝閉鎖狀態(tài)運動。當閉鎖部件 65處于閉鎖狀態(tài)并且銷79充分伸展時(圖5和7)，第二環(huán)形部件73被 迫抵抗由線圏71產(chǎn)生的抑制旋轉(zhuǎn)的磁力而與齒輪殼11和銷79 —起旋轉(zhuǎn)。 斜坡75包括第一和第二斜坡部分85a和85b，根據(jù)齒輪殼11的旋轉(zhuǎn)方向， 所述斜坡部分中的任一個都可與銷79的端部83接合。
設(shè)置在由齒輪殼11限定的窗口表面和銷79上的凸緣89之間的壓縮彈 簧87將銷79和閉鎖部件65推向正常狀態(tài)。隨著端部83由于與斜坡75 的接合而移離齒輪殼ll,彈簧87被壓縮。當線圏71斷電并且第二環(huán)形部 件73的旋轉(zhuǎn)不被抑制時，隨著端部83移下斜坡75，彈簧87將迫使銷79 和閉鎖部件65朝正常狀態(tài)運動。
參見圖8-13，其示出了本發(fā)明的另一個實施例。在所描繪的實施例中，
閉鎖機構(gòu)90包括具有第一軸部91和第二軸部93的兩部分構(gòu)成的軸，其中 飛塊機構(gòu)53支承在所述軸上以便與其一起旋轉(zhuǎn)。所述第一和第二軸部91， 93可繞大致平行于旋轉(zhuǎn)軸線(A)定向的軸線(a)旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速大致代表 差速作用的程度。笫一軸部91包括與凸輪部件43的外齒49相嚙合的外齒 部分55。第一軸部91的第一端95由齒輪殼11以傳統(tǒng)的方式支承，第一 軸部91的第二端97由第二軸部93支承。第一壓縮彈簧99設(shè)置在第一和 第二軸部91， 93之間，以推動第一軸部91遠離第二軸部93。
第一軸部91包括適于接納在第二軸部93的接收器103中的閉鎖部件 101。閉鎖部件101包括大致多邊形形狀(從截面上看)的突起，在適當?shù)?定向時，該突起與具有相應形狀的接收器103配合。在正常狀態(tài)下，閉鎖 部件101接納在接收器103中，將第一和第二軸部91， 93鎖定在一起以便 共同旋轉(zhuǎn)并且允許停止表面57從縮回位置運動到伸展位置。在閉鎖狀態(tài)下 (圖9-11)，閉鎖部件101不設(shè)置在接收器103中，從而允許第一軸部91 相對于第二軸部93自由旋轉(zhuǎn)并且防止停止表面57從縮回位置運動到伸展 位置。圖9-12中描繪的閉鎖部件101和接收器103的構(gòu)型僅僅是舉例。應 當認識到，可以采用許多不同的閉鎖部件和接收器構(gòu)型，包括例如閉鎖部 件包括不同的多邊形形狀的突起(如六邊形，八邊形等)或花鍵的構(gòu)型， 以及閉鎖部件101設(shè)置在第二軸部上而接納在第一軸部的接收器中的構(gòu) 型。
仍參見圖8-13,閉鎖機構(gòu)卯還包括連接到第二軸部93并且支承在齒 輪殼11上以便與其一起旋轉(zhuǎn)的電磁螺線管105。該螺線管105可響應于電 輸入信號而選擇性地操作，以使第二軸部93在閉鎖部件101處于正常狀態(tài) 的位置(即，接納在接收器103中)和閉鎖部件101處于閉鎖狀態(tài)(即， 從接收器103中撤出)的位置之間軸向地移動。電滑環(huán)機構(gòu)107可用于將 電輸入信號從遠^t源(例如，車輛ECU)傳遞到螺線管105。所述滑環(huán)機 構(gòu)107包括相對于齒輪殼11固定不動的第一環(huán)形部件109和可與齒輪殼 11及螺線管105 —起自由旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)形部件111。第二環(huán)形部件11通過 一根或多根導線113電連接到螺線管105,并且在旋轉(zhuǎn)過程中與第一環(huán)形
部件109接觸，以允許電輸入信號從第一環(huán)形部件109經(jīng)第二環(huán)形部件111 進入螺線管105。
設(shè)置在螺線管105和第二軸部93上的凸緣117之間的第二壓縮彈簧 115將第二軸部93推向第一軸部91。當螺線管105移動第二軸部93遠離 第一軸部91并且閉鎖部件101處于閉鎖狀態(tài)時，彈簧1154皮壓縮。當螺線 管斷電時，彈簧115將迫使第二軸部93朝第一軸部91運動，使閉鎖部件 101返回到正常狀態(tài)。由第二壓縮彈簧115產(chǎn)生的彈簧力大于由第一壓縮 彈簧99產(chǎn)生的彈簧力，以允許返回所述正常狀態(tài)。
參見圖14-20，其示出了本發(fā)明的又一個實施例。在所描繪的實施例中， 閂鎖表面61形成閂鎖部件119的一部分，閂鎖部件119可繞所連接的軸 121運動(例如旋轉(zhuǎn))，以與齒輪殼11 一起旋轉(zhuǎn)。閂鎖部件119包括較大 的體部123，該體部123在齒輪殼11的旋轉(zhuǎn)過程中受到離心力的影響，以 使所述閂鎖部件119繞軸121朝圖19所示的解鎖位置旋轉(zhuǎn)。彈簧125如扭 簧繞軸121巻繞并且使閂鎖部件119朝圖17所示的鎖止位置偏置。在一個 實施例中，彈簧125的一端與支承飛塊機構(gòu)53的軸67上的圓筒形部件126 接合，彈簧125的第二端與閂鎖部件119上的凸緣127(圖17和19)接合。 由彈簧125和/或體部123的質(zhì)量產(chǎn)生的偏置力可設(shè)定成，使得當齒輪殼11 超過預定速度旋轉(zhuǎn)時，移動所述閂鎖部件119所需的離心力超過所施加的 彈簧力。在應用中，這允許在產(chǎn)生差速時在較低的車速下鎖止差速齒輪機 構(gòu)，但在不希望差速器鎖止時在較高的車速下禁止鎖止所述差速齒輪機構(gòu)。
閉鎖機構(gòu)129可與閂鎖部件119可操作地結(jié)合并且包括可響應于輸入 信號而在正常狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)之間定位的閉鎖部件131。在正常狀態(tài)下， 閉鎖部件131允許閂鎖部件119在鎖止位置(圖17)和解鎖位置(圖19 ) 之間自由地運動。但是，在閉鎖狀態(tài)下，閉鎖部件131可防止閂鎖部件119 移動到鎖止位置，即使在車速較低的情況下。
在一個實施例中，閉鎖部件131包括大致平行于軸121延伸的軸部 133。軸部133的靠近閂鎖部件119的一端135 (圖18和20 )從軸部133 的其余部分稍微偏置，使得體部123在閉鎖部件131被移動到正常狀態(tài)時(圖18 )可自由地繞軸121運動，并且在閉鎖部件131 ,皮移動到閉鎖狀態(tài) 時(圖20)與軸部133接合以禁止閂鎖部件119朝鎖止位置(圖19)運動。 仍參見圖14-20，閉鎖機構(gòu)129還包括附接到軸部133并且支承在齒輪 殼11上以便與其一同旋轉(zhuǎn)的電磁螺線管137。螺線管137可響應于電輸入 信號而選擇性地操作，以軸向地移動軸部133。電滑環(huán)機構(gòu)139可用于將 電輸入信號從遠程源(例如，車輛ECU)傳遞到螺線管137?；h(huán)機構(gòu)139 包括相對于齒輪殼11固定不動的第一環(huán)形部件141和可與齒輪殼11和螺 線管137 —起自由旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)形部件143。第二環(huán)形部件143可通過一 才艮或多才艮導線145電連接到螺線管137,并且在旋轉(zhuǎn)過程中與第一環(huán)形部 件141接觸，以允許電輸入信號從第一環(huán)形部件141經(jīng)第二環(huán)形部件143 進入螺線管137。
本發(fā)明已在上面的說明書中進行了詳細的描述，并且可以確信，通過 閱讀和理解本說明書，本發(fā)明的各種更改和變型對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來
說都是顯而易見的。只要這些更改和變型在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，則它 們都應當包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1. 一種差速齒輪機構(gòu)，包括:限定有齒輪腔(13)的齒輪殼(11)，差速齒輪組設(shè)置在所述齒輪腔(13)中，并且包括至少一個輸入齒輪(15)和限定了旋轉(zhuǎn)軸線(A)的一對輸出齒輪(23，25)；可用于阻滯差速作用的鎖止離合器(35)，和用于致動所述鎖止離合器(35)的致動裝置；所述鎖止離合器可在接合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間操作，所述接合狀態(tài)能有效地阻滯所述齒輪殼(11)和所述輸出齒輪(23，25)之間的相對旋轉(zhuǎn)；所述致動裝置包括可用于實現(xiàn)所述鎖止離合器(35)的所述接合狀態(tài)的凸輪裝置(41)，和可用于接合所述凸輪裝置(41)并阻滯所述凸輪裝置(41)的一個部件的旋轉(zhuǎn)的阻滯裝置(51)，所述阻滯裝置包括可繞被定向為與所述旋轉(zhuǎn)軸線(A)大致平行的軸線(a)以大致代表所述差速作用的程度的速度旋轉(zhuǎn)的飛塊機構(gòu)(53)，并且限定了可響應于預定程度的差速作用而從縮回位置移動到伸展位置的停止表面(57)；所述致動裝置還包括被設(shè)置成在所述停止表面(57)處于所述伸展位置時與所述停止表面接合的閂鎖表面(61)；其特征在于:(a)閉鎖機構(gòu)(63，90)，該閉鎖機構(gòu)與所述飛塊機構(gòu)(53)可操作地結(jié)合并且包括可響應于輸入信號而定位在正常狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)的閉鎖部件(65，101)；(b)在所述正常狀態(tài)下，所述閉鎖部件(65，101)允許所述停止表面(57)從所述縮回位置移動到所述伸展位置；并且(c)在所述閉鎖狀態(tài)下，所述閉鎖部件(65，101)阻止所述停止表面(57)從所述縮回位置移動到所述伸展位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述飛塊機 構(gòu)(53)包括限定了所述停止表面(57)的飛塊部件(56)，所述飛塊部 件限定有樞轉(zhuǎn)部分(59),該樞轉(zhuǎn)部分限定了與所述飛塊機構(gòu)(53)的所 述軸線U)平行并且間隔開的樞轉(zhuǎn)軸線，所述停止表面大致與所述樞轉(zhuǎn)軸 線相對地設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖部 件(65)大致為圓筒形，所述正常狀態(tài)包括所述圓筒形閉鎖部件(65)在 軸向上祐i殳置在所述飛塊機構(gòu)(53)附近，并且所述閉鎖狀態(tài)(圖7)包 括所述圓筒形閉鎖部件至少部分地圍繞所述飛塊機構(gòu)(53)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖機 構(gòu)(63)包括具有電磁線圏(71)的第一環(huán)形部件(69)，具有已知的磁 特性、繞所述第一環(huán)形部件設(shè)置并且包括斜坡(75 )的第二環(huán)形部件(73 )， 和連接到所述閉鎖部件(65)的可移動的銷(79)，并且當所述線圏(71) 通電以使所述閉鎖部件朝所述閉鎖狀態(tài)(圖7)移動時所述可移動的銷(79) 適于與所述斜坡(75)接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述第一環(huán) 形部件(69)關(guān)于所述齒輪殼(11)如此固定不動，使得所述齒輪殼(11) 相對于所述第一環(huán)形部件(69)旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，當所述線圏 (71)斷電時，所述第二環(huán)形部件(73)可自由地與所述齒輪殼(11) 一起旋轉(zhuǎn)，并且當所述線圏(71)通電時，抑制所述第二環(huán)形部件(73)與 所述齒輪殼(11) 一起旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述線圏(71) 由所述輸入信號來通電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述銷(79 ) 由所述齒輪殼(11)支承，以便沿大致平行于所述軸線(a)的軸線運動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述銷(79 ) 側(cè)向地偏離所述飛塊機構(gòu)(53)并且通過連接部件(81)連接到所述閉鎖 部件(65)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述銷(79 ) 在所述第二環(huán)形部件(73)附近延伸穿過并離開所述齒輪殼(11)，所述 銷包括相對于所述銷(79)的支承在所述齒輪殼(11)內(nèi)的部分正交地設(shè) 置的端部(83),當所述線圏(71)被通電并且所述第二環(huán)形部件(73)的旋轉(zhuǎn)被抑制時，所述端部(83)與所述斜坡(75)接合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述斜坡(75 ) 包括第一斜坡部分(85a)和第二斜坡部分(85b)，所述斜坡部分中的任 一個可根據(jù)所述齒輪殼(11)和所述銷(79)的旋轉(zhuǎn)方向而與所述銷(79) 接合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述銷(79 ) 和所述閉鎖部件(65)被彈簧(87)推向正常狀態(tài)(圖6)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖機 構(gòu)(90)包括具有第一軸部(91)和第二軸部(93)的由兩部分構(gòu)成的軸， 所述飛塊機構(gòu)(53 )被支承在所述軸上以便與之一起旋轉(zhuǎn)，第一軸部(91) 的第一端(95)由所述齒輪殼(11)支承，并且所述第一軸部(91)的第 二端(97)由所述第二軸部(93)支承，所述第一軸部(91)或所述第二 軸部(93)包括所述閉鎖部件(101)，該閉鎖部件適于接納在所述第一軸 部(91)和所述第二軸部(93)中的另一者的接收器(103)中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 部件(101)包括與具有相應形狀的接收器(103)配合的突起，從而在正 常狀態(tài)下(圖12),所述閉鎖部件(101)接納在所述接收器(103)中， 將所述第一和第二軸部鎖止在一起以同時旋轉(zhuǎn)并允許所述停止表面(57 ) 從所述縮回位置移動到所述伸展位置，并且在所述閉鎖狀態(tài)下(圖13)， 所述閉鎖部件(101)從所述接收器(103 )中撤回，允許所述第一軸部(91) 相對于所述第二軸部(93)自由旋轉(zhuǎn)，并且阻止所述停止表面(57)從所 述縮回位置移動到所述伸展位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 機構(gòu)(卯)包拾沒置在所述第一軸部(91)和第二軸部(93)之間的壓縮 彈簧(99),以推動所述第一軸部(91)遠離所述第二軸部(93)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 機構(gòu)還包括與所述笫二軸部(93 )可操作地結(jié)合并且支承在所述齒輪殼(11) 上以便與之一起4t轉(zhuǎn)的電磁螺線管(105),和將第二軸部(93)推向第一 軸部(91)的壓縮彈簧(115),從而當所述螺線管(105)移動所述第二 軸部(93)遠離所述第一軸部(91)并且所述閉鎖部件處于所述閉鎖狀態(tài) (圖13)時，所述彈簧(115)被壓縮，并且當所述螺線管(105)被斷電 時，所述彈簧(115)將所述第二軸部(93)強制推向所述第一軸部，使所 述閉鎖部件返回到所述正常狀態(tài)(圖12)。
17. —種差速齒輪機構(gòu)，包括限定有齒輪腔(13 )的齒輪殼(11)， 差速齒輪組設(shè)置在所述齒輪腔(13 )中，并且包括至少一個輸入齒輪(19 ) 和限定了旋轉(zhuǎn)軸線(A)的一對輸出齒輪(23， 25);可用于阻滯差速作 用的鎖止離合器(35),和用于致動所述鎖止離合器(35)的致動裝置； 所述鎖止離合器可在接合狀態(tài)和分離狀態(tài)之間操作，所述接合狀態(tài)能有效 地阻滯所述齒輪殼(11)和所述輸出齒輪(23， 25)之間的相對旋轉(zhuǎn)；所 述致動裝置包括可用于實現(xiàn)所述鎖止離合器(35)的所述接合狀態(tài)的凸輪 裝置(41)，和可用于接合所述凸輪裝置(41)并阻滯所述凸輪裝置(41) 的一個部件的旋轉(zhuǎn)的阻滯裝置(51)，所述阻滯裝置包括可繞被定向為與 所述旋轉(zhuǎn)軸線(A)大致平行的軸線(a)以大致代表所述差速作用的程度 的速度旋轉(zhuǎn)的飛塊機構(gòu)(53),并且限定了可響應于預定程度的差速作用 而從縮回位置移動到伸展位置的停止表面(57);所述致動裝置還包括被 設(shè)置成在所述停止表面(57)處于所述伸展位置時與所述停止表面接合的 閂鎖表面(61);其特征在于U)所述閂鎖表面(61)形成閂鎖部件(119)的一部分，所述閂鎖部件 可在所述閂鎖表面(61)能與所述停止表面(57)接合的鎖止位置 和所述停止表面(57)不能與所述閂鎖表面(61)接合的解鎖位置 之間運動；(b) 閉鎖機構(gòu)(129)，該閉鎖機構(gòu)與所述閂鎖部件(119)可操作地結(jié) 合并且包括可響應于輸入信號而定位在正常狀態(tài)和閉鎖狀態(tài)的閉鎖 部件(131);(c) 在所述正常狀態(tài)下，所述閉鎖部件(131)允許所述閂鎖部件(119) 在所述鎖止位置和所述解鎖位置之間自由移動；并且 (d)在所述閉鎖狀態(tài)下，所述閉鎖部件(131)阻止所述閂鎖部件(119) 移動到所述鎖止位置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述飛塊機 構(gòu)(53)包括限定了所述停止表面(57)的飛塊部件(56),所述飛塊部 件限定有樞轉(zhuǎn)部分(59),該樞轉(zhuǎn)部分限定了與所述飛塊機構(gòu)(53)的所 述軸線(a)平行并且間隔開的樞轉(zhuǎn)軸線，所述停止表面大致與所述樞轉(zhuǎn)軸 線相對地設(shè)置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閂鎖 部件(119 )包括支承在軸(121)上的體部(123 )并且包括將所述閂鎖部 件(119)朝所述鎖止位置偏壓的彈簧(125)，其中由所述彈簧(125)產(chǎn) 生的偏置力被設(shè)定為，使得當所述齒輪殼(11)超過預定速度旋轉(zhuǎn)時移動 所述閂鎖部件(119)所需的離心力超過所述偏置彈簧力。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 部件(131)包括大致平行于所述軸(121)延伸的軸部(133 )，所述軸部(133 )具有設(shè)置在所述閂鎖部件(119 )附近的端部(135)，所述端部(135 ) 稍微地偏離所述軸部(133)的其余部分，使得所述體部(123)在所述閉 鎖部件(131)被移動到正常狀態(tài)時可繞所述軸(121)自由運動，并且在 所述閉鎖部件(131)被移動到閉鎖狀態(tài)時與所述軸部(133)接合以禁止 所述閂鎖部件(119)朝所述鎖止位置運動。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 機構(gòu)(129)還包括與所述閉鎖部件(131)可操作地結(jié)合并支承在所述齒 輪殼(11)上以便與之一起旋轉(zhuǎn)的電磁螺線管(137),所述電磁螺線管(137) 可響應于電輸入信號而選擇性地操作，以使所述閉鎖部件(131)在所述正 常狀態(tài)和所述閉鎖狀態(tài)之間軸向地移動。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于，所述閉鎖 部件還包括用于將所述電輸入信號從遠程源傳輸?shù)剿鲭姶怕菥€管(137) 的電滑環(huán)機構(gòu)(139)，所述滑環(huán)機構(gòu)(139)包括相對于所述齒輪殼(11) 固定不動的第一環(huán)形部件(141 )和可與所述齒輪殼(11 )及所述螺線管(137)一起自由旋轉(zhuǎn)的第二環(huán)形部件(143)，所述第二環(huán)形部件(143)電連接 到所述螺線管(137)并且在旋轉(zhuǎn)過程中接觸所述第一環(huán)形部件(141), 以允許所述電輸入信號從所述第一環(huán)形部件(141)經(jīng)所述笫二環(huán)形部件 (143 )進入所述螺線管(137 )。
全文摘要
一種改進的差速齒輪機構(gòu)，其特征在于與飛塊機構(gòu)(53)可操作地結(jié)合的閉鎖機構(gòu)(63，90，129)，或與所述飛塊機構(gòu)(53)協(xié)作的閂鎖部件(119)，以阻滯所述差速齒輪機構(gòu)中的差速作用。
文檔編號F16H48/30GK101384836SQ200780005670
公開日2009年3月11日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者G·L·希特沃勒, K·E·莫根賽, R·J·凱爾, T·L·薩佩 申請人:伊頓公司