CN109072992B - 滑动凸缘 - Google Patents

Abstract

滑动凸缘通过组合具备离合器并绕轴旋转的旋转体以及以具有间距的方式彼此在周向上分离的一对接近传感器来使用。滑动凸缘具备：与上述旋转体嵌合，且在上述轴的方向上能够从上述离合器连结的第一位置移动至上述离合器脱开连结的第二位置的内环部；从上述内环部一体地延长，且配置为至少在上述第二位置与一对上述接近传感器对置的外环部；在周向上隔开等间隔地形成于上述外环部的多个槽口；以及从上述外环部向上述旋转体延长，且以使上述外环部与上述离合器一同旋转的方式结合于上述离合器的结合部。

Description

滑动凸缘

技术领域

以下的公开涉及装入例如汽车的动力传动系统的要素且如自由运转差速器那样的具备离合器的设备而使用的滑动凸缘，特别是涉及与一对接近传感器组合，可同时检测离合器的脱开连结和转速的滑动凸缘。

背景技术

汽车的动力传动系统含有很多要素，另外，其中的几个具备离合器。作为一例，如自由运转差速器。自由运转差速器是在左右的车轴间允许差动的差速器的一种，且具备断续进行转矩的传递的离合器。在离合器脱开连结时，车轴可自由旋转，此时，转矩仅传递至另一车轴，汽车以2WD模式行驶。在离合器连结时，自由运转差速器将转矩传递至该车轴，因此汽车以4WD模式行驶。即，自由运转差速器是用于实现分时4WD的选择器之一。

离合器处于连结还是脱开连结，往往根据对离合器的驱动器的电力接通来判断。但是，即使接通电力，离合器的连结也有时失败，即使在该情况下，汽车也自然地行驶，因此该判断方法不可靠。为了直接检测离合器处于连结还是脱开连结，例如，提出了利用非接触传感器检测离合器的位置的技术。

专利文献1公开了相关技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利申请公开2006－46594号

发明内容

停车中，两方的离合器齿停止，因此，通常，连结离合器不会产生问题。但是，在行驶中，离合器齿间往往产生速度差，在该状态下无法连结离合器。因此，需要在离合器连结前进行如下控制：检测各个离合器齿的转速，仅在速度差为固定的阈值以下时可进行连结。例如，若分别计量传动轴和车轴的转速，则可以间接地推断分别与它们连结的离合器齿的转速，当然不是直接的方法。

鉴于上述的问题，创造出能够同时决定离合器是处于连结还是脱开连结，以及离合器齿的转速的以下的装置。

根据第一方面，滑动凸缘通过组合具备离合器并绕轴旋转的旋转体以及以具有间距的方式彼此在周向上分离的一对接近传感器来使用。滑动凸缘具备：与上述旋转体嵌合，且在上述轴的方向上能够从上述离合器连结的第一位置移动至上述离合器脱开连结的第二位置的内环部；从上述内环部一体地延长，且配置为至少在上述第二位置与一对上述接近传感器对置的外环部；在周向上隔开等间隔地形成于上述外环部的多个槽口；以及从上述外环部向上述旋转体延长，且以使上述外环部与上述离合器一同旋转的方式结合于上述离合器的结合部。

附图说明

图1是基于一实施方式的组合了自由运转差速器、离合器、滑动凸缘的截面和接近传感器的立面的立面图。

图2是放大观察滑动凸缘及其周围的要素的截面立面图。

图3A是从驱动器侧观察滑动凸缘的侧视图。

图3B是限定于滑动凸缘和一对接近传感器的立面图。

图4A是在滑动凸缘中将槽口及其周围放大的立体图。

图4B是将其它例的槽口及其周围放大的立体图。

图5A是从驱动器侧观察其它实施方式的滑动凸缘的侧视图。

图5B是其它实施方式的滑动凸缘的立面图。

图6是沿周向展开观察槽口与一对接近传感器的位置关系的示意图。

图7是沿周向展开观察槽口与其它例的接近传感器的位置关系的示意图。

图8是示意性表示接近传感器的输出的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对几个示例性的实施方式进行说明。

通过以下的说明及权利要求书，若非特别地说明，则轴是指旋转体的旋转轴。另外，虽然有时区分左右，但这些只是为了便于说明，并非限制实施方式。

本实施方式的滑动凸缘是汽车的动力传动系统包含的各种旋转体，且可应用于具备离合器的构件，作为其例，例如为动力传送单元(PTU)、自由运转差速器、防滑差速器。以下的说明中，作为旋转体，示例自由运转差速器，当然，这并不限制实施方式。

参照图1，本实施方式的滑动凸缘1与包含离合器5的自由运转差速器3及一对接近传感器7组合而使用。自由运转差速器3可绕轴C旋转，在其外周相邻地配置一对接近传感器7。一对接近传感器7在周向上相互分离，在其之间具有适当的间距。

自由运转差速器3包含从发动机接受转矩的外壳31和可与之相对地旋转的内壳33。内壳33与差速齿轮结合，再与右及左的车轴结合，从而，允许车轴间的差动。

离合器5脱开连结时，内壳33驱动性地与外壳31切断，因此车轴自由旋转。离合器5连结时，内壳33经由离合器5从外壳31接受转矩，车轴被发动机驱动。

结合图1，参照图2，在外壳31内容纳有大致环状的离合器环51。在内壳33中，朝向离合器环51的端具备离合器齿53，与之相应地，离合器环51具备离合器齿55，离合器齿53、55的组合构成离合器5。

离合器环51在外壳31内可沿轴C的方向移动，另外，在与具有离合器齿55的端相反的端与外壳31卡合，并一同旋转。在该一端，离合器环51露出至外壳31外，通过螺栓等与滑动凸缘1结合。

滑动凸缘1与离合器环51结合，因此与离合器齿55一同移动，即，若检测滑动凸缘1的位置，则能够直接检测离合器5是处于连结还是脱开连结。在图2中用实线表示的第一位置，离合器5连结，在点划线所示的第二位置，离合器5脱开连结。一对接近传感器7配置为，在第一位置与滑动凸缘1不发生反应，在第二位置，输出滑动凸缘1的接近。

自由运转差速器3另外具备用于沿轴C的方向驱动离合器环51的驱动器41。驱动器41例如嵌合于外壳31的一方的凸起部35上。驱动器41通常是不与外壳31一同旋转的固定部件，或者，如果可能，也可以一同旋转。驱动器41能够利用例如电励磁的螺线管，或者能够利用液压装置、空压装置或者齿轮－凸轮机构等合适的装置。

驱动器41经由滑动凸缘1驱动离合器环51。或者，也可以柱塞从驱动器41向离合器环51延伸，经由该柱塞，直接驱动离合器环51。在驱动器41为螺线管的情况下，优选的是，滑动凸缘1以被磁通驱动的方式至少局部地由低碳钢那样的磁性材料构成。

为了使滑动凸缘1返回原位置，也可以在滑动凸缘1与外壳31之间具有压缩弹簧21。

参照图3A，滑动凸缘1大致为平板，且为环状，且其内周部分(内环)11可移动地嵌合于自由运转差速器3的例如凸起部35。内环11也可以不必在周向上连续。

另外，滑动凸缘1在比内环11靠径向外方与其一体或分体且与其结合地具备外环15。外环15是以在绕轴C旋转的期间，始终面向接近传感器7的方式突出的圆形。优选的是，外环15比内壳33直径大，另外，比驱动器41直径大。而且，除了后述的槽口17外，是在周向上连续的圆形。如图3A所示，也可以是与轴C正交的圆板，或者也可以是具有些许角度地倾斜的圆锥面的一部分，或者，也可以如图5A所示地为与轴C平行的圆筒。

外环15能够应用任意的原料。但是，如后述地，在将霍尔元件那样的利用了磁的传感器应用于接近传感器7的情况下，要求外环15至少局部由低碳钢这样的磁性材料构成。

参照图4A、4B，外环15具备沿其周向隔开等间隔形成的多个槽口17。该槽口17用于转速的测量，后面详细进行叙述。

各槽口17也可以为如图4A所示的切口，也可以为如图4B所示的有底凹陷。槽口17的数量可以如图3A、5A所示地为4个，也可以为其以上，或者也可以为其以下。但是，槽口17间的间隔如后述地与接近传感器7间的间隔关联地决定。

与图3A、5A组合，参照图1及图3B、5B，滑动凸缘1以朝向离合器环51突出的方式具备一个以上的结合部13。结合部13例如是将各个滑动凸缘1从外环15局部地折弯而突出的小翼，另外，也可以分别具有供螺栓通过的贯通孔。或者，也可以从内环11切起结合部13。而且，多个结合部13也可以关于轴C彼此对称，这使作用于离合器环51的力对称，从而具有使其移动顺畅的效果。该结合部13用于与离合器环51的结合，外环15与离合器环51一同旋转。

组合图3B和图6进行参照，各接近传感器7典型地为杆状的形态，在其头部71内含传感器元件77，在其基端部73具有用于取出信号的连接器。各接近传感器7典型地利用中间部分75固定于车身，使内含元件的头部与外环15相邻。各接近传感器7能够为与轴C平行的朝向，这适于外环15为与轴C正交的平板的情况。或者各接近传感器7也可以沿径向，这适于如图5B所示地，外环15为与轴C平行的圆筒的情况。

各接近传感器7能够使用例如霍尔元件。霍尔元件输出根据被施加的磁通而产生的电极间的电位差，且能够用于检测磁性材料的接近。霍尔元件单体中，根据相距磁性材料的距离产生连续的输出，但也可以与根据相对于阈值的大小而变换成离散的脉冲输出的IC组合来使用。这对于抵消因相邻的驱动器41而产生的磁场的影响是有效的。或者，另外，能够取代基于霍尔元件的传感器，而利用感应型、静电电容型、或者光学式等其它合适的接近传感器。检测接近的距离的阈值为例如3mm。

滑动凸缘1不是与一个接近传感器7，而是与一对接近传感器7组合来使用。这是因为，即使一个接近传感器7偶然与槽口17对置，另一个接近传感器7也能够检测滑动凸缘1的接近。或者，如图7所示，也可以一个头部71具备一对元件77，该情况下，在外观上，可以视为唯一的一个接近传感器和滑动凸缘1组合。该情况下也能够起到相同的效果。

一对元件77的尺寸及其之间的间隔和槽口17的尺寸及其之间的间隔优选为特定的关系。即，参照图6，若一对元件77的周向的间隔W2为多个槽口17间的周向的间隔W1的整数倍，则一对元件77可能会都与槽口17对置。为了避免该情况，优选间隔W2不是间隔W1的整数倍，更优选间隔W2比间隔W1小。

另外，参照图7，一对元件77在其之间具有间距Ws，若各槽口17的宽度Wn比间距Ws大，则一对元件77可能都与一个槽口17对置。为了避免该情况，优选宽度Wn比间距Ws小。另一方面，若各元件77检测槽口的最小的检测宽度Wd比幅Wn大，则各元件77检测槽口17的存在具有困难。为了避免该情况，优选检测宽度Wd比宽度Wn小。

根据本实施方式，通过一对接近传感器7能够非接触且电学地检测离合器环51位于第一位置(离合器5连结中)还是第二位置(离合器5脱开连结中)。即，参照图8，离合器环51位于第一位置时，滑动凸缘1位于充分远离接近传感器7的位置，因此，一对接近传感器7的输出F(t)均为0(OFF)。离合器环51位于第二位置时，比阈值接近接近传感器7，因此输出F(t)产生1(ON)的输出。假设，即使一对接近传感器7的一方与滑动凸缘1的槽口17对置，由于另一方与外环部15的槽口17以外的部分对置，因此，至少一对接近传感器7的一个产生ON的输出。

离合器5处于脱开连结，另一方面，在正对外壳31施加转矩时，离合器环51随着外壳31从动地旋转。该旋转若与内壳33不同步，则在离合器齿53、55间产生速度差，无法再连结离合器5。根据本实施方式，滑动凸缘1与离合器环51一同旋转时，槽口17周期性地在接近传感器7的前方通过。持续输出ON的接近传感器7在此时输出OFF，产生如图8的右方所示的脉冲。预先知道槽口17的数量n，因此通过测量脉冲间的时间t，能够计算离合器齿55的转速R。

即，本实施方式能够直接检测离合器齿55的转速，从而能够控制为仅在离合器齿53、55的转速差为固定的阈值以下时允许离合器5的连结。

在此应注意，离合器5处于连结时，滑动凸缘1远离一对接近传感器7，因此接近传感器7不输出与旋转对应的脉冲。根据本领域技术人员的常识，在这样与对象的距离不固定时，不会出于检测转速的目的而使用接近传感器。但是，在本实施方式的用途中，只要仅知道离合器5脱开连结时的转速即可，因此能够使用接近传感器。

另外，如已经叙述过地，检测对象具有槽口可能会成为利用接近传感器检测离合器的位置的障碍。但是，在本实施方式中，通过与一对接近传感器7组合来使用，能够消除该问题。

即，根据本实施方式，能够非接触且电学地同时检测离合器是处于连结还是脱连以及离合器齿的转速。

在基于接触式的检测中，不能忽视因摩擦而损失的能量，另外，在力点与接触点之间产生力矩也会成为问题。本实施方式消除了这些问题。

与现有的技术不同，为了推断离合器齿的转速，无需准备其它转速检测装置。即，本实施方式省略了在现有技术中所必须的其它检测装置，并且维持其功能，而且有助于旋转机械的构造的简单化。

虽然说明了几个实施方式，但基于上述公开内容，能够进行实施方式的修正或变形。

生产上的可利用性

可提供能够同时决定离合器是处于连结还是脱开连结以及离合器齿的转速的滑动凸缘。

Claims (4)

1.一种滑动凸缘，其组合具备离合器并绕轴旋转的旋转体以及彼此在周向上分离的一对接近传感器而使用，具备：

与上述旋转体嵌合，且在上述轴的方向上能够从上述离合器连结的第一位置移动至上述离合器脱开连结的第二位置的内环部；

从上述内环部一体地延长，且配置为至少在上述第二位置与一对上述接近传感器对置的外环部；

在周向上隔开等间隔地形成于上述外环部的多个槽口；以及

从上述外环部向上述旋转体延长，且以使上述外环部与上述离合器一同旋转的方式结合于上述离合器的结合部，

上述滑动凸缘的特征在于，

上述多个槽口间的周向的间隔比一对上述接近传感器的周向的间隔大。

2.根据权利要求1所述的滑动凸缘，其特征在于，

上述外环部是从上述内环部沿径向延长并从与上述轴正交圆板或者上述内环部沿轴平行地延长的圆筒。

3.根据权利要求1所述的滑动凸缘，其特征在于，

各个上述槽口的宽度比一对上述接近传感器间的间距小。

4.根据权利要求3所述的滑动凸缘，其特征在于，

各个上述槽口的宽度比各个上述接近传感器的检测宽度大。

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