CN104712728A - 致动器联接机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于能够在驱动模块中使用的类型的致动器的致动器联接机构(ACM)。所述ACM具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分通过使一个部分落入另一部分中而在轴向方向上联接，使得两个部分上的配合特征以无需工具的方式彼此接合。

Description

致动器联接机构
技术领域
本公开涉及一种致动器联接机构。
背景技术
美国专利申请公开No.2012/0058855公开了一种多模式驱动模块，其可选择性地以推进模式和扭矩主动分配模式使用，推进模式用于为一组车轮提供推进力，在扭矩主动分配模式，扭矩差被应用至该组车轮以提高车辆的稳定性。在一个实施例中，线性致动器被用于经由移位拨叉将套筒在第一位置(以推进模式操作驱动模块)和第二位置(以扭矩主动分配模式操作驱动模块)之间移位。已经注意到，用于将线性致动器联接至移位拨叉的常规方法可能需要大体上拆卸驱动模块以移除移位拨叉。虽然这种构造实现了其预期目的，但是在本领域中仍然存在对改进的致动器联接机构的需要。
发明内容
本部分提供本公开的大致概要，并非其全部范围或其所有特征的全面公开。
在一种形式中，本教导提供一种具有马达、变速器和差速器组合以及模式致动器的驱动模块。所述变速器和差速器组合由输出轴驱动，并包括变速器组件和差速器组件。所述差速器组件包括差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部。所述模式致动器具有移位元件、线性马达和致动器联接机构。所述移位元件在第一位置和第二位置之间能平移，第一位置使所述变速器和差速器组合以第一模式操作，在所述第一模式，第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个被所述马达驱动，第二位置使所述变速器和差速器组合以不同的第二模式操作。所述致动器联接机构为被设置在所述移位元件和所述线性马达之间的联结件，并包括驱动耳(drive lug)和第二杆，所述驱动耳延伸至形成在第一杆的端部中的U形凹部内，所述第二杆具有形成在其中的周向延伸的槽。所述第二杆被接收在所述U形凹部中，使得所述驱动耳被接收在所述周向延伸的槽中，从而将所述第二杆联接至所述第一杆用于共同轴向移动。
在另一种形式中，本教导提供一种包括马达、变速器和差速器组合以及模式致动器的驱动模块。所述变速器和差速器组合由所述马达驱动，并包括变速器组件和差速器组件。所述差速器组件具有差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部。所述模式致动器具有移位元件、线性马达和致动器联接机构。所述移位元件在第一位置和第二位置之间能平移，第一位置使所述变速器和差速器组合以第一模式操作，在所述第一模式，第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个被所述马达驱动，第二位置使所述变速器和差速器组合以不同的第二模式操作。所述致动器联接机构具有第一部分和第二部分，所述第一部分被联接至所述移位元件以便与所述移位元件一起平移，所述第二部分被联接至所述线性马达的输出部以便与该输出部一起平移。所述第一部分和所述第二部分中的一个限定槽，所述第一部分和所述第二部分中的另一个被接收在所述槽中。所述致动器联接机构进一步包括一对配合驱动耳，其允许所述第一部分和第二部分中的所述另一个落入所述第一部分和第二部分中的所述一个中，以将所述移位元件以无需工具的方式联接至所述线性马达的输出部。
在又一形式中，本教导提供一种包括移位元件、线性马达和致动器联接机构的模式致动器。所述移位元件沿平移轴线在第一位置和第二位置之间能平移。所述线性马达具有输出部。所述致动器联接机构具有第一部分和第二部分，所述第一部分被联接至所述移位元件以便与所述移位元件一起平移，所述第二部分被联接至所述线性马达的输出部以便与该输出部一起平移。所述第一部分和第二部分中的一个限定凹部，所述第一部分和第二部分中的另一个被接收在所述凹部中。所述凹部沿所述平移轴线延伸。所述致动器联接机构还包括一对配合驱动耳，其允许所述第一部分和第二部分中的所述另一个落入所述第一部分和第二部分中的所述一个中，以将所述移位元件以无需工具的方式联接至所述线性马达的输出部。
在进一步的形式中，本教导提供一种具有联接机构的联结件。所述联结件包括第一杆和第二杆。所述联接机构包括形成在所述第一杆的端部中的U形凹部。驱动耳可被联接至所述第一杆，并可延伸至所述U形凹部中。周向延伸的槽可被形成在所述第二杆的端部中。所述第二杆的所述端部可被接收在所述第一杆的所述端部中的U形凹部内，使得所述驱动耳被接收在所述周向延伸的槽中，从而将所述第二杆联接至所述第一杆以便共同轴向移动。在一替代实施例中，所述槽可被形成在所述第一杆的所述端部中，并且所述驱动耳可被联接所述第二杆并从所述第二杆径向向外延伸。
进一步的应用领域由在此所提供的描述将变得明显。在该概要中的描述和特定示例仅用于例示的目的，并非意欲限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选实施例而非例示所有可能的实施方式的例示目的，并非意欲限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导构造的具有驱动模块的示例性车辆的示意图；
图2是图1中所示的驱动模块的示意图；
图3是图1中所示的驱动模块的一部分的分解透视图，该视图例示模式致动器的一部分；
图4是通过拨叉杆的端部纵向截取的模式致动器的一部分的截面图；
图5是通过螺线管杆的端部纵向截取的模式致动器的一部分的截面图；
图6是通过拨叉杆和螺线管杆纵向截取的模式致动器的一部分的截面图。
相应的附图标记在附图的若干视图中始终表示相应的部分。
具体实施方式
参见附图的图1，示例性车辆10被例示为具有根据本公开的教导构造的驱动模块12。驱动模块12可被用于驱动一对车轮14a和14b。在提供的特定示例中，驱动模块12被用于选择性地驱动后车轮14a和14b(即驱动模块可为部分时间操作的第二驱动系统的一部分)，而常规的内燃机16和变速器18全部时间均被用于驱动一组前车轮20。但是，将认识到，本公开的教导已经应用于多种车辆构造，如此，将理解，在此讨论并在附图中例示的特定示例仅仅是示例性的。
在图2中，驱动模块12可包括壳体30、马达32、变速器和差速器组合34、减速驱动器36、模式致动器38、第一输出构件40和第二输出构件42、以及驻车锁44。壳体30可被构造为容纳马达32以及变速器和差速器组合34。
马达32可为用于提供旋转动力的任意类型的装置，诸如电动机或液压马达。马达32可被构造为以一种或多种模式驱动变速器和差速器组合34，诸如推进模式和/或扭矩主动分配模式。
变速器和差速器组合34可被构造为向第一输出构件40和第二输出构件42输出旋转动力，且可包括变速器组件50和差速器组件52。第一输出构件14a和第二输出构件14b可将旋转动力从变速器和差速器组合34分别传递至后车轮14a和14b。
变速器组件50可相对于第一输出构件40和第二输出构件42和/或差速器组件52同轴安装。变速器组件50可包括第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58。第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58可具有相同的齿数比，并且可被构造为使得第一行星齿轮组56的一个或更多部件能与第二行星齿轮组58的相关部件互换。
第一行星齿轮组56可包括第一恒星齿轮60、多个第一行星齿轮62、第一环形齿轮64和第一行星架66。第一恒星齿轮60可为能围绕第一输出构件40同中心安装的大体中空结构。第一行星齿轮62可围绕第一恒星齿轮60周向隔开，使得第一行星齿轮62的齿啮合第一恒星齿轮60的齿。同样地，第一环形齿轮64可围绕第一行星齿轮62同中心设置，使得第一行星齿轮62的齿啮合第一环形齿轮64上的齿。第一环形齿轮64可被能旋转地设置在变速器壳体30中。变速器壳体30可被不能旋转地联接到容纳差速器组件52的差速器壳体30。第一行星架66可包括第一架体72以及可被固定地联接到第一架体72的多个第一销74。第一架体72可被联接到第一输出构件40，使得第一架体72和第一输出构件40同步旋转。可采用任何合适的方式将第一架体72联接到第一输出构件40，包括焊接和配合齿或者花键。每个第一销74均可被接收到相关联一个第一行星齿轮62中，并且可支撑该相关联的一个第一行星齿轮62，用于围绕第一销74的纵向轴线旋转。
第二行星齿轮组58可包括第二恒星齿轮80、多个第二行星齿轮82、第二环形齿轮84和第二行星架86。第二恒星齿轮80可为能围绕第一输出构件40同中心安装的大体中空结构。第二恒星齿轮80可被不能旋转地联接到第一恒星齿轮60(例如，第一恒星齿轮60和第二恒星齿轮80可整体和一体地形成)。第二行星齿轮82可围绕第二恒星齿轮80周向隔开，使得第二行星齿轮82上的齿啮合第二恒星齿轮80的齿。第二环形齿轮84可围绕第二行星齿轮82同中心设置，使得第二行星齿轮82的齿啮合第二环形齿轮84上的齿。第二环形齿轮84可被不能旋转地联接到变速器壳体30。第二行星架86可包括第二架体92以及可固定地联接到第二架体92的多个第二销94。第二架体92可被联接到差速器组件52的差速器壳体或差速器箱96，以使第二架体92和差速器箱96同步旋转。每个第二销94可被接收在相关联的一个第二行星齿轮82中，并且可支撑该相关联的一个第二行星齿轮82，用于围绕第二销94的纵向轴线旋转。
第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58可围绕共同的纵向轴线98(即，可延伸穿过第一恒星齿轮60和第二恒星齿轮80的轴线)互相对准，并且可沿着共同的纵向轴线98彼此轴向偏移。
除了差速器箱96之外，差速器组件52可包括用于将旋转动力从差速器箱96传递到第一输出构件40和第二输出构件42的装置。旋转动力传递装置可包括第一差速器输出部100和第二差速器输出部102。在所提供的特定示例中，旋转动力传递装置包括差速器齿轮组104，差速器齿轮组104被容纳在差速器箱96中并具有第一侧齿轮106、第二侧齿轮108、插销110和多个小齿轮112。第一侧齿轮106和第二侧齿轮108可围绕差速器箱96的旋转轴线98被能旋转地设置，并可分别包括第一差速器输出部100和第二差速器输出部102。第一输出构件40可被联接到第一侧齿轮106用于共同旋转，而第二输出构件42可被联接到第二侧齿轮108用于共同旋转。插销110可被安装到差速器箱96且大体上垂直于差速器箱96的旋转轴线98。小齿轮112可被能旋转地安装在插销110上并与第一侧齿轮106和第二侧齿轮108啮合。
尽管差速器组件52已被例示为采用小锥齿轮和侧齿轮，将认识到，可采用其它类型的差速机构，包括采用小斜齿轮和侧齿轮或行星齿轮组的差速机构。进一步地，将认识到，可在替代方案中采用用于将旋转动力从差速器箱96传递到第一输出构件40和第二输出构件42的其它装置。例如，可采用一个或更多离合器(例如，摩擦离合器)控制旋转动力到第一输出构件40和第二输出构件42的传递。如另一示例，实心轴可被采用为代替允许第一输出构件40和第二输出构件42之间的速度差的机构。
减速驱动器36可被构造为在马达32和第一行星齿轮组56之间传递旋转动力。减速驱动器36可包括减速输入构件120和减速输出构件122。如果需要，多个齿轮可被设置在减速输入构件120和减速输出构件122之间，但是在提供的特定示例中，减速输入构件120被啮合到(并直接驱动)减速输出构件122。减速输入构件120可为能够被联接到马达32的输出轴126以与输出轴126一起旋转的小齿轮。减速输出构件122可为能围绕第一输出构件40和第一行星齿轮组56能旋转地安装的环形齿轮。
模式致动器38可包括移位元件152，其可将旋转动力输入到变速器组件50。移位元件152可为具有齿状外表面154、一组第一内齿160以及一组第二内齿164的套筒，齿状外表面154可被不能旋转地但轴向能滑动地啮合到减速输入构件122的相配合的齿状内表面156，所述一组第一内齿160可被选择性地与形成在第一环形齿轮64上的相应齿162啮合，所述一组第二内齿164可选择性地与形成在第二行星架86上的相应的齿166啮合。
模式致动器38可进一步包括线性马达180、离合器拨叉182、拨叉杆184和致动器联接机构186。线性马达180可为任意类型的线性马达，诸如气压缸、液压缸、滚珠丝杠或者螺旋千斤顶。在提供的特定示例中，线性马达180包括螺线管，螺线管具有螺线管主体192和螺线管杆194。螺线管主体192可被固定地联接到壳体30。螺线管杆194沿轴向方向能移动。离合器拨叉182以常规方式被安装到移位元件152，从而离合器拨叉182的轴向移动促使移位元件152的相应的轴向移动。
另外参照图3-6，致动器联接机构186可为移位元件152与线性马达180的输出部(诸如螺线管杆194)之间的联结件。例如，致动器联接机构186可将螺线管杆194联接到拨叉杆184，并可包括第一部分200和第二部分202。第一部分200可被联接到拨叉杆184和螺线管杆194中的第一个，而第二部分202可被联接到拨叉杆184和螺线管杆194中的另一个。在提供的特定示例中，第一部分200被联接到拨叉杆184，且第二部分202被联接到螺线管杆194。
第一部分200可包括凹部206和驱动耳208，凹部206可沿拨叉杆184的纵向轴线(即拨叉杆184平移所沿的轴线)延伸，驱动耳208可被固定到拨叉杆184且可延伸到凹部206中。凹部206的尺寸可设定为接收螺线管杆194的端部210。第二部分202可包括配合驱动耳212，配合驱动耳212可被固定地联接到螺线管杆194的端部210，且被构造为与驱动耳208配合地接合。更具体地，配合驱动耳212被构造为以无需工具和积极的方式接合驱动耳208，使得拨叉杆184被联接到螺线管杆194以与螺线管杆194一起轴向移动。在提供的特定示例中，驱动耳208包括限定一对第一壁构件222的肋220，而配合驱动耳212包括由槽226限定的一对第二壁构件224。肋220可周向的方式绕凹部206的一部分延伸，且可被定向为大体上垂直于拨叉杆184的纵向轴线。槽226可绕螺线管杆194的圆周延伸，且可被构造为接收肋220，使得每个第一壁构件222邻接关联的一个第二壁构件224。
所描述的驱动耳208和配合驱动耳212的具体构造被选择为相对容易机械加工，且允许螺线管杆194相对于拨叉杆184的旋转。但是，将认识到，驱动耳208和配合驱动耳212可被不同地构造。例如，驱动耳208和配合驱动耳212中的一个可包括孔(未示出)，而驱动耳208和配合驱动耳212中的另一个可包括能被接收在该孔中的柱(未示出)。这种方式的构造可允许拨叉杆184被轴向地联接到螺线管杆194，但不允许它们之间的相对旋转。
将认识到，在第二联接部分被接收在第一联接部分后(使得驱动耳208被接合到配合驱动耳212)，线性马达180可被固定地紧固到壳体30，从而螺线管杆194的纵向轴线与拨叉杆184的纵向轴线对准。这种方式的构造允许线性马达80的“落入”安装，且不允许在移位拨叉杆84和螺线管杆194被安装到壳体30中时拨叉杆184从螺线管杆194脱离。
驱动模块12可以扭矩主动分配模式操作，在扭矩主动分配模式，移位元件152位于第一位置，以将减速输出构件122联接至第一环形齿轮64(经由所述一组第一内齿160与第一环形齿轮64上的齿162的啮合)，使得减速输出构件122、移位元件152和第一环形齿轮64同步旋转。将认识到，当移位元件152在第一位置时，该组第二内齿164从第二行星架86上的齿166脱离。
当马达32被启动时(即，当所提供的示例中的马达32的输出轴126旋转时)，马达32、减速驱动器36和移位元件152可协作，以便将旋转动力应用到第一行星齿轮组56的第一环形齿轮64。由第一环形齿轮64接收的旋转动力经由第一行星齿轮62和第一行星架66被传递到第一输出构件40，而相对的反作用力被应用到第一恒星齿轮60，使得第一恒星齿轮60沿着与第一行星架66相反的方向旋转。第一恒星齿轮60的旋转导致第二恒星齿轮80的相应旋转，由此驱动第二行星齿轮82。由于第二环形齿轮84被能旋转地固定到变速器壳体30，所以第二行星齿轮82的旋转导致第二行星架86沿着与第一行星架66的旋转方向相反的方向旋转。因此，从第二行星架86传递到差速器箱96(并且通过差速器组件52传递到第二输出构件42)的旋转动力(即，扭矩)的大小，与从第一行星架66传递到第一输出构件40的旋转动力(即，扭矩)的大小相等但相反。
因而，结果是，由马达32引起的分别到达第一输出构件40和第二输出构件42的扭矩方向相反。而且，由于第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58经由差速器组件52被操作地联接，所以在第一输出构件40和第二输出构件42处引起的扭矩的大小基本相等。例如，如果正向扭矩被传递到第一输出构件40(经由马达32的输出轴126沿第一旋转方向的旋转)，则相等的负扭矩被传递到第二输出构件42。类似地，如果负向扭矩被传递到第一输出构件40(经由马达32的输出轴126沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转)，则相等的正扭矩被传递到第二输出构件42。换言之，变速器和差速器组合34可用于在第一差速器输出部100和第二差速器输出部102之间产生扭矩差，第一差速器输出部100和第二差速器输出部102分别通过第一输出构件40和第二输出构件42而分别与后车轮14a和14b相连。
驱动模块12可以驱动模式被操作，在驱动模式，移位元件152位于第二位置，以便将减速输出构件122联接到第二行星架86(经由所述一组第二内齿164与第二行星架86上的齿166的啮合)，使得由马达32提供的旋转动力经由差速器组件52被输入到差速器箱96并应用到第一输出构件40和第二输出构件42。将认识到，当移位元件152在第二位置时，移位元件152上的所述一组第一内齿160可从第一环形齿轮64上的齿162脱离。还将认识到，当变速器和差速器组合34以驱动模式被操作时，由马达32提供的旋转动力用作推进动力，以便推进(或者帮助推进)车辆10(图1)。
驱动模块12也可以空挡模式被操作，在空挡模式，移位元件152可将减速输出构件122与第一环形齿轮64和第二行星架86二者分开，从而减速输出构件122与第一行星齿轮组56、第二行星齿轮组58和差速器箱96分开。在所提供的示例中，移位元件152可位于第一位置与第二位置之间的第三位置，使得所述一组第一内齿162和一组第二内齿164被轴向地设置在第一环形齿轮64上的齿162和第二行星架86上的齿166之间，并从第一环形齿轮64上的齿162和第二行星架86上的齿166脱离。因此，移位元件152在第三位置的布置使马达32与第一行星齿轮组56、第二行星齿轮组58和差速器箱96分离开。
实施例的前述描述已经被提供用于例示和说明的目的。其并非意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在可应用的场合，能互换并可被用于所选择的实施例，即使未明确显示或描述。各个的元件或特征也可以许多方式被改变。这种改变不被认为背离本公开，并且所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

Claims (16)

1.一种驱动模块，包括：
马达；
变速器和差速器组合，由所述马达驱动，所述变速器和差速器组合具有变速器组件和差速器组件，所述差速器组件具有差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部；和
模式致动器，具有移位元件、线性马达和致动器联接机构，所述移位元件在第一位置和第二位置之间能平移，第一位置使所述变速器和差速器组合以第一模式操作，在所述第一模式，第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个由所述马达驱动，第二位置使所述变速器和差速器组合以不同的第二模式操作，所述致动器联接机构为所述移位元件和所述线性马达之间的联结件，所述致动器联接机构包括驱动耳和第二杆，所述驱动耳延伸至形成在第一杆的端部中的U形凹部内，所述第二杆具有形成在其中的周向延伸的槽，所述第二杆被接收在所述U形凹部中，使得所述驱动耳被接收在所述周向延伸的槽中，从而将所述第二杆联接至所述第一杆以便共同轴向移动。
2.如权利要求1所述的驱动模块，其中所述驱动耳包括肋，该肋具有彼此隔开的一对第一壁。
3.如权利要求2所述的驱动模块，其中所述槽限定一对第二壁，每个所述第一壁邻接关联的一个所述第二壁。
4.如权利要求1所述的驱动模块，其中所述线性马达包括螺线管。
5.如权利要求5所述的驱动模块，其中所述移位元件包括套筒。
6.如权利要求5所述的驱动模块，其中移位拨叉被接合到所述套筒，并且其中所述致动器联接机构被设置在所述移位拨叉和所述线性马达的输出部之间。
7.一种驱动模块，包括：
马达；
变速器和差速器组合，由所述马达驱动并包括变速器组件和差速器组件，所述差速器组件具有差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部；和
模式致动器，具有移位元件、线性马达和致动器联接机构，所述移位元件在第一位置和第二位置之间能平移，第一位置使所述变速器和差速器组合以第一模式操作，在所述第一模式，第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个由所述马达驱动，第二位置使所述变速器和差速器组合以不同的第二模式操作，所述致动器联接机构具有第一部分和第二部分，所述第一部分被联接至所述移位元件以便与所述移位元件一起平移，所述第二部分被联接至所述线性马达的输出部以便与该输出部一起平移，其中所述第一部分和所述第二部分中的一个限定槽，所述第一部分和所述第二部分中的另一个被接收在所述槽中，并且其中所述致动器联接机构进一步包括一对配合驱动耳，该一对配合驱动耳允许所述第一部分和第二部分中的所述另一个落入所述第一部分和所述第二部分中的所述一个中，从而将所述移位元件以无需工具的方式联接至所述线性马达的输出部。
8.如权利要求7所述的驱动模块，其中所述配合驱动耳包括第一驱动耳和第二驱动耳，其中所述第一驱动耳包括肋，该肋被设置为部分地围绕所述线性马达的输出部平移所沿的轴线。
9.如权利要求8所述的驱动模块，其中所述第二驱动耳由所述第一驱动耳的肋被接收在其中的槽限定。
10.如权利要求7所述的驱动模块，其中所述移位元件为套筒。
11.如权利要求10所述的驱动模块，其中移位拨叉被接合至所述套筒，并且其中所述致动器联接机构被设置在所述移位拨叉和所述线性马达的输出部之间。
12.一种致动器，包括：
移位元件，沿平移轴线在第一位置和第二位置之间能平移；
线性马达，具有输出部；和
致动器联接机构，具有第一部分和第二部分，所述第一部分被联接至所述移位元件以便与所述移位元件一起平移，所述第二部分被联接至所述线性马达的输出部以便与该输出部一起平移，其中所述第一部分和第二部分中的一个限定凹部，所述第一部分和第二部分中的另一个被接收在所述凹部中，所述凹部沿所述平移轴线延伸，并且其中所述致动器联接机构进一步包括一对配合驱动耳，该一对配合驱动耳允许所述第一部分和所述第二部分中的所述另一个落入所述第一部分和所述第二部分中的所述一个中，从而将所述移位元件以无需工具的方式联接至所述线性马达的输出部。
13.如权利要求12所述的模式致动器，其中所述配合驱动耳包括第一驱动耳和第二驱动耳，其中所述第一驱动耳包括肋，该肋被设置为部分地围绕所述线性马达的输出部平移所沿的轴线。
14.如权利要求13所述的模式致动器，其中所述第二驱动耳由所述第一驱动耳的肋被接收在其中的槽限定。
15.如权利要求7所述的驱动模块，其中所述移位元件包括移位杆。
16.如权利要求15所述的驱动模块，其中移位拨叉被联接至所述移位杆以便与所述移位杆一起平移。
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