CN111365440A - 具有通用型双超越离合装置的差速机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有通用型双超越离合装置的差速机构，包括组合成一体的左输入件及右输入件、均设有凸轮结构的左输出环和右输出环，在左输入件与左输出环间和右输入件与右输出环间分别设有受一双超越离合装置同步连动的左滚柱保持架和右滚柱保持架；该双超越离合装置包括左棘爪、左棘轮、右棘爪、右棘轮以及控制左右棘爪同步运作的棘爪控制环，棘爪控制环受外来动力组件连动，借由可归位的棘爪控制环及左右棘爪和左右棘轮与阻尼组件的设置，能提供左滚柱保持架和右滚柱保持架的同步运动，有效杜绝差速机构在前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时所产生的旋转惯性造成双超越离合装置的滚柱因逾越位移而卡死的安全威胁。

Description

具有通用型双超越离合装置的差速机构
技术领域
本发明是关于一种差速机构，特别是关于一种通用于二轮传动、四轮传动并可兼备引擎刹车实用效益的具有通用型双超越离合装置的差速机构。
背景技术
一般已知的差速机构内部均设置有离合装置，而离合装置中借由滚柱的位移来达到车辆前进动力与后退动力的传输切换，此种技术创作如已知的公布号为US5971123号专利，该先前技术创作中是于作为离合装置动力输入件的外环的内环面设置凸轮结构，此种将凸轮结构设置在作为离合装置动力输入件的外环的内环面的结构不但影响作为动力输入件的外环的结构强度，也造成该内环面设置凸轮结构的外环本体仅有较低的承载能力。
同时，因结构设计及创作理念等因素，导致差速机构在前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时所产生的旋转惯性，会造成左离合装置的滚柱和右离合装置的滚柱在切换时的不同步，而发生左离合装置的滚柱和右离合装置的滚柱相互位移冲突而致使发生卡死的危险情况，进而可能发生因滚柱卡死而致使该侧车轮死锁的严重危险。
而该先前专利创作为了解决上述严重的安全隐患，不断的加以改进及增加防范组件，以期能有效的弥补缺点及防止可能发生的左右离合装置的滚柱不同步的冲突情况，但也因此造成了结构的复杂性与组件设置成本以及体积、重量的增加和加工组装上的费时费工等产业与经济的负担。此外，该先前专利创作为了解决下坡时车轮运转速度快于引擎运转速度时会丧失引擎刹车功能的问题，也不断的加以改进及增加防范组件，以期有效的解决丧失引擎刹车功能的问题。
因此，如何创作出一种具有进步性的差速机构离合装置，来有效提高离合装置的结构强度与更高的承载能力，并能有效解决差速机构在前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时所产生的旋转惯性与不同步所造成的双超越离合装置死锁威胁，以及如何创造出一种能通用于二轮传动、四轮传动并可兼备引擎刹车实用效益的具有通用型双超越离合装置的差速机构，则为相关业界所迫切期待的技术创新课题。
发明内容
本发明的具有通用型双超越离合装置的差速机构的主要创作目的在于：
(1)提供一种具有通用型双超越离合装置的差速机构，以将凸轮结构设置在差速机构输出环上，以有效提高差速机构离合装置的结构强度与承载能力。
(2)提供一种具有防止双超越离合装置因不同步而发生左右滚柱保持架相互位移冲突造成一侧车轮死锁的差速机构，尤其是指一种在输出环上面设有凸轮结构的差速机构，能有效杜绝该差速机构前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时，所产生的旋转惯性而造成双超越离合装置死锁的安全威胁，以使具有通用型双超越离合装置的差速机构具备应有的实用安全性。
(3)提供一种结构精简、安全性牢靠，且新颖进步的具有通用型双超越离合装置的差速机构。
为达成上述目的，本发明提供的具有通用型双超越离合装置的差速机构包括：组合成一体的左输入件及右输入件、设有凸轮结构的左输出环和设有凸轮结构的右输出环，在左输入件与左输出环间和右输入件与右输出环间分别设有左滚柱保持架和右滚柱保持架；该左滚柱保持架和右滚柱保持架受一双超越离合装置同步连动，该双超越离合装置包括：左棘爪、左棘轮、右棘爪、右棘轮以及控制左右棘爪同步运作的棘爪控制环，该棘爪控制环受外来动力组件所连动。
作为本发明的另一种实施，其中该左棘爪可卡制左棘轮，该左棘轮与左滚柱保持架间设有一阻尼组件；该右棘爪可卡制右棘轮，该右棘轮与右滚柱保持架间设有一阻尼组件；该阻尼组件为可产生阻力的摩擦片、弹簧或磁力组件；而棘爪控制环、左滚柱保持架和右滚柱保持架均设有归位弹簧。
作为本发明的另一种实施，其中该棘爪控制环受一连动件所连动，该连动件是配合一固定在左输入件上的固定轴以供棘爪控制环的归位弹簧设置，于连动件与外来动力组件间设有阻尼组件，使该连动件接受外来动力组件的制动。
作为本发明的另一种实施，其中该棘爪控制环受一太阳齿轮所连动，该太阳齿轮啮合至少一个行星齿轮，于行星齿轮的固定轴处设有棘爪控制环归位弹簧；于太阳齿轮与外来动力组件间设有阻尼组件，使该太阳齿轮接受外来动力组件的制动。
本发明还提供了一种能通用于二轮传动与四轮传动，及二轮传动兼具引擎刹车实用效益的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其是于组合成一体的左输入件及右输入件的外部设有一啮合行星齿轮的内齿轮，该内齿轮设有阻尼组件以接受外来动力组件的制动。
借由可归位的棘爪控制环及左右棘爪和左右棘轮的设置，能确实的提供左滚柱保持架和右滚柱保持架的同步运动，尤其能够有效杜绝差速机构在前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时所产生的旋转惯性造成双超越离合装置卡死的安全威胁，以使通用于二轮传动与四轮传动的具有通用型双超越离合装置的差速机构具备应有的安全效益与实用功能。
另外，经由组合成一体的左输入件及右输入件外部所啮合行星齿轮的内齿轮，及该内齿轮设有阻尼组件以接受外来动力组件的制动，可使本具有通用型双超越离合装置的差速机构作为二轮传动及具备引擎刹车效能的双超越离合装置的安全差速机构。
附图说明
图1为本发明一实施例的示意图。
图2为本发明作为二轮传动与四轮传动时的运用实施例的示意图。
图3为图2中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图4为图2中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图5为图2中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图6为图2中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动转换为四轮传动时的前进状态。
图7为图2中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动转换为四轮传动时的前进状态。
图8为图2中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动转换为四轮传动时的前进状态。
图9为图2中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为四轮传动转换为二轮传动时的状态。
图10为图2中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为四轮传动转换为二轮传动时的状态。
图11为图2中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为四轮传动转换回二轮传动时的状态。
图12为本发明作为二轮传动与具备引擎刹车时的运用的另一实施例的示意图。
图13为图12中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图14为图12中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图15为图12中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图16为图12中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为前进方向时的引擎刹车作动状态。
图17为图12中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为前进方向时的引擎刹车作动状态。
图18为图12中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为前进方向时的引擎刹车作动状态。
图19为图12中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为引擎刹车状态转换回二轮传动的状态。
图20为图12中沿B-B线的剖视图，其显示了本发明作为引擎刹车状态转换回二轮传动的状态。
图21为图12中沿C-C线的剖视图，其显示了本发明作为引擎刹车状态转换回二轮传动的状态。
图22为本发明中的左输入件的示意图。
图23为本发明中的右输入件的示意图。
图24为本发明中的阻尼组件的示意图。
图25为本发明中的棘爪控制环的示意图。
图26为本发明中的棘轮的示意图。
图27为本发明中的太阳齿轮的示意图。
图28为本发明中的滚柱保持架的示意图。
图29为本发明中的输出环前端的示意图。
图30为本发明中的输出环后端的示意图。
图31为本发明的又一实施例的示意图，其显示了本发明进行二轮传动与四轮传动时的简易运用的实施例。
图32为图31中所示的连动件的示意图。
图33为图31中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动时的无作动状态。
图34为图31中沿A-A线的剖视图，其显示了本发明作为二轮传动转换为四轮传动时的前进状态。
附图中的符号说明：
1 左输入件；10 左输出环；101 凸轮结构；2 右输入件；20 右输出环；201 凸轮结构；3左滚柱保持架；30 归位弹簧；3A 左滚柱；4 右滚柱保持架；40 归位弹簧；4A 右滚柱；5 左棘爪；50 左棘爪弹簧；51 左棘轮；6 右棘爪；60 右棘爪弹簧；61 右棘轮；7 棘爪控制环；70连动杆；71 归位弹簧；8 外来动力组件；8A 外来动力组件；9 阻尼组件；11 太阳齿轮；110缺口；12 行星齿轮；120 固定轴；13 内齿轮；14 连动件；140 缺口；141 凸块；15 固定轴。
具体实施方式
请参阅图1所示，为本发明一实施例，图2及图12所示为图1所示的两个不同运用的实施例，图31所示则为本发明的又一简易运用的实施例。其中图1所示为整体包含图2所示的二轮传动与四轮传动的一实施例及图12所示的二轮传动与引擎刹车的另一实施例，图2所示的实施例与图12所示的实施例以及图31所示的又一简易运用的实施例，为相同技术结构特征在不同运用要求下的实施例，该不同实施例的差速机构如图1、图2、图12及图31所示，包含：
在固定组合成一体的左输入件1(如图22所示)与右输入件2(如图23所示)的内部，具备了设有凸轮结构101的左输出环10(如图29、30所示)、设有凸轮结构201的右输出环20(如图29、30所示)，在左输入件1与设有凸轮结构101的左输出环10间和右输入件2与设有凸轮结构201的右输出环20间分别设有左滚柱保持架3(如图28所示)、左滚柱3A和右滚柱保持架4(如图28所示)、右滚柱4A；该左滚柱保持架3设有归位弹簧30，右滚柱保持架4设有归位弹簧40，该左滚柱保持架3、右滚柱保持架4受一双超越离合装置同步连动，该双超越离合装置包括左棘爪5、左棘爪弹簧50、左棘轮51(如图26所示)、右棘爪6、右棘爪弹簧60、右棘轮61(如图26所示)以及控制左右棘爪5、6同步运作的棘爪控制环7，该棘爪控制环7是受外来动力组件8(如：能产生吸力的电磁组件)所连动。
受棘爪控制环7(如图25所示)同步控制的左棘爪5是可卡制左棘轮51，该左棘轮51与左滚柱保持架3间设有一阻尼组件9(如图24所示)；受棘爪控制环7同步控制的右棘爪6是可卡制右棘轮61，该右棘轮61与右滚柱保持架4间设有一阻尼组件9(该阻尼组件为可产生阻力的摩擦片、弹簧或磁力组件)。
受外来动力组件8所连动的棘爪控制环7(如图25所示)在图2及图12所示的实施例运用时，是以连动杆70接受一太阳齿轮11(如图27所示)的缺口110含置连动，该太阳齿轮11啮合至少一个行星齿轮12，于行星齿轮12的固定轴120处设有棘爪控制环7的归位弹簧71；太阳齿轮11设有阻尼组件9以接受外来动力组件8的制动。
而受外来动力组件8所连动的棘爪控制环7(如图25所示)在图31所示的实施例运用时，是以连动杆70接受一连动件14(如图32所示)的缺口140含置连动，在连动件14上设有一凸块141，如图33及图34所示，该凸块141配合一固定于左输入件1上的固定轴15以供棘爪控制环7的归位弹簧71设置，当连动件14转动时，借凸块141随连动件14的转动而使棘爪控制环7的归位弹簧71作动；而该连动件14设有阻尼组件9以接受外来动力组件8的制动。
另外，如图2与图12对照可知，在一实施例与另一实施例的不同点仅是该另一实施例为运用实施于二轮传动与引擎刹车，因此在该另一实施例中所示组合成一体的左输入件1及右输入件2的外部设有一啮合行星齿轮12的内齿轮13，该内齿轮13设有阻尼组件9以接受外来动力组件8A的制动，进而能产生车轮转速快于引擎转速时，借内齿轮13经外来动力组件8A及阻尼组件9的制动，而使车轮(如下坡状态时) 转速不快于引擎转速，以具备引擎刹车的作用。
本发明实际作动效益如图3至图11所示的运用在图2所示的二轮传动与四轮传动的一实施例以及图13至图21所示的运用在图12所示的二轮传动与引擎刹车的另一实施例，依据实施例作动分别予以附图说明如下。
请参阅图2至图11所示为运用在二轮传动与四轮传动的一实施例，如图3至图5所示二轮传动时的无作动状态，其中图3所示为所有零件均处于无作动状态下的中立位置，外来动力组件8无通电，因棘爪控制环7的归位弹簧71卡住所以左输入件1与行星齿轮12对齐。图4所示，所有零件均处于无作动状态下的中立位置，左棘爪5未接触左棘轮51，左滚柱保持架3的归位弹簧30卡在左滚柱保持架3并与左输出环10的缺口对齐无错位。图5所示，所有零件均处于无作动状态下的中立位置，左滚柱3A无咬合，无动力输出。
如图6至图8所示二轮传动转换为四轮传动时的前进状态，其中图6所示行星齿轮12的固定轴120固定在左输入件1上，所以左输入件1、右输入件2及行星齿轮12的固定轴120视为一体，行星齿轮12及棘爪控制环7的归位弹簧71套在固定轴120上，棘爪控制环7的归位弹簧71卡在左输入件1和行星齿轮12上，棘爪控制环7与阻尼组件9及太阳齿轮11相互成同动，外来动力组件8通电，阻尼组件9成为主动而带着棘爪控制环7与太阳齿轮11往前进的反方向跑，行星齿轮12配合太阳齿轮11自转，同时行星齿轮12推着棘爪控制环7的归位弹簧71转动。图7所示，左棘爪5及左棘爪弹簧50装在右输入件2上，右输入件2及左棘爪5和左棘爪弹簧50视为一体，外来动力组件8通电，阻尼组件9成为主动而带着棘爪控制环7与太阳齿轮11往前进的反方向旋转后，棘爪控制环7和右输入件2产生开口，左棘爪5被左棘爪弹簧50推出后咬合左棘轮51使动力通过阻尼组件9推动左滚柱保持架3，左滚柱保持架3推动左滚柱保持架3的归位弹簧30转动。图8所示，左滚柱保持架3推动左滚柱3A使左输入件1与左滚柱3A及左输出环10咬合而输出动力到车轮。
如图9至图11所示四轮传动转换为二轮传动时的状态，其中图9所示外来动力组件8无通电，棘爪控制环7的归位弹簧71推动行星齿轮12到左输入件1缺口对齐后，同时间行星齿轮12带动太阳齿轮11旋转回齿轮咬合位置，太阳齿轮11也同时推着棘爪控制环7转动归位。图10所示，行星齿轮12带动太阳齿轮11及棘爪控制环7转动归位，同时棘爪控制环7将左棘爪5切离，左滚柱保持架3的归位弹簧30推动左滚柱保持架3回到左输出环10缺口位置对齐。图11所示，左滚柱保持架3的归位弹簧30推动左滚柱保持架3回到左输出环10缺口位置对齐的同时，左滚柱保持架3推开左滚柱3A，左滚柱3A无咬合所以动力无输出。
请参阅图12至图21所示运用在二轮传动与引擎刹车的另一实施例，如图13至图15所示二轮传动时的无作动状态，其中图13为所有零件均处于无作动状态下的中立位置，外来动力组件8A无通电，棘爪控制环7的归位弹簧71因卡住左输入件1及行星齿轮12缺口对齐。图14所示，所有零件均处于无作动状态下的中立位置，左棘爪5无接触左棘轮51，左滚柱保持架3的归位弹簧30卡在左滚柱保持架3及左输出环10缺口对齐无错位。图15所示，所有零件均处于无作动状态下的中立位置，左滚柱3A无咬合所以动力无输出。
如图16至图18所示前进方向时的引擎刹车作动状态，其中图16所示行星齿轮12的固定轴120固定在左输入件1上，所以左输入件1、右输入件2及行星齿轮12的固定轴120视为一体，行星齿轮12及棘爪控制环7的归位弹簧71套在固定轴120上，棘爪控制环7的归位弹簧71卡在左输入件1和行星齿轮12，阻尼组件9及内齿轮13相连接视为同动件，太阳齿轮11与棘爪控制环7相连接视为同动件，外来动力组件8A通电，阻尼组件9为主动并带着内齿轮13往前进的反方向旋转，行星齿轮12自转并带动太阳齿轮11往前进方向旋转，同时间太阳齿轮11推着棘爪控制环7转动，行星齿轮12也推着棘爪控制环7的归位弹簧71转动。图17所示，因太阳齿轮11推着棘爪控制环7往前进方向旋转后，棘爪控制环7和右输入件2产生开口，左棘爪5被左棘爪弹簧50推出后咬合左棘轮51，动力通过阻尼组件9传到左滚柱保持架3，当车子下坡左输出环10速度快于左滚柱保持架3速度时，左输出环10推动左滚柱保持架3的归位弹簧30转动。图18所示，当车子下坡左输出环10速度快于左滚柱保持架3速度时，左输出环10的推动使左输出环10、左滚柱3A及左输入件1咬合，使动力传回引擎而产生引擎刹车效能。
如图19至图21所示引擎刹车状态转换回二轮传动的状态，其中图19所示的外来动力组件8A无通电，棘爪控制环7的归位弹簧71推动行星齿轮12到左输入件1缺口对齐后，行星齿轮12产生咬合错位，行星齿轮12带动太阳齿轮11及内齿轮13转动回齿轮咬合位置，同时间太阳齿轮11推着棘爪控制环7转动归位。图20所示，太阳齿轮11推着棘爪控制环7转动归位同时，棘爪控制环7将左棘爪5切离，左滚柱保持架3的归位弹簧30推动左输出环10回到缺口位置对齐。图21所示，左滚柱保持架3的归位弹簧30推动左输出环10回到左滚柱保持架3的缺口位置对齐，同时左输出环10推开左滚柱3A，左滚柱3A无咬合所以动力无输出。
图31所示为本发明又一实施例，其显示了做二轮传动与四轮传动时的简易运用实施例，其作动原理与图3至图11所示大致相同，如图31至图34所示，唯一不同处仅是带动棘爪控制环7转动的太阳齿轮11被一个没有齿的连动件14予以取代，也因为没有太阳齿轮11，所以也免去行星齿轮12的设置，而原设置棘爪控制环7归位弹簧71的行星齿轮12固定轴120，则被固定在左输入件1上的固定轴15予以取代以供棘爪控制环7的归位弹簧71设置；而连动件14设有阻尼组件9以接受外来动力组件8的制动，该连动件14的作动与太阳齿轮11一样，主要是将外来动力组件8的作用力传递给棘爪控制环7，其他组件的互动关系则均与图3至图11所示相同。
上述实施例为前进方向的作动原理，而相关的后退方向的作动原理也相同，仅为方向的相反，因此不再赘述。
综合上述，本发明的具有通用型双超越离合装置的差速机构确实能达到如下的实用创造性及产业利用性：
(1) 确实提供一种将凸轮结构设置在差速机构输出环的技术创造，并有效提高差速机构离合装置的结构强度与承载能力。
(2) 确实提供一种能通用于二轮传动与四轮传动，及二轮传动兼具引擎刹车实用效益的具有通用型双超越离合装置的差速机构。
(3) 确实提供一种具有防止双超越离合装置因不同步而发生左右滚柱相互位移冲突造成一侧车轮死锁的差速机构，尤其是指在输出环上面设有凸轮结构的差速机构，能有效杜绝该差速机构前进或后退运行中做瞬间加速前进或瞬间加速后退以及做瞬间降速时，所产生的旋转惯性造成双超越离合装置死锁的安全威胁，以使具有通用型双超越离合装置的差速机构具备应有的实用安全性。
(4) 确实提供一种结构精简、安全性牢靠，且新颖进步的具有通用型双超越离合装置的差速机构。

Claims (7)

1.一种具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，包括：组合成一体的左输入件及右输入件、设有凸轮结构的左输出环和设有凸轮结构的右输出环，在左输入件与左输出环间和右输入件与右输出环间分别设有左滚柱保持架和右滚柱保持架；该左滚柱保持架和右滚柱保持架受一双超越离合装置同步连动，该双超越离合装置包括：左棘爪、左棘轮、右棘爪、右棘轮以及控制左右棘爪同步运作的棘爪控制环，该棘爪控制环受外来动力组件所连动。
2.依据权利要求1所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左棘爪卡制左棘轮，该左棘轮与左滚柱保持架间设有一阻尼组件；该右棘爪卡制右棘轮，该右棘轮与右滚柱保持架间设有一阻尼组件。
3.依据权利要求2所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该阻尼组件为能够产生阻力的摩擦片、弹簧或磁力组件。
4.依据权利要求1所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该棘爪控制环、左滚柱保持架和右滚柱保持架均设有归位弹簧。
5.依据权利要求1所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该棘爪控制环受一连动件所连动，该连动件是配合一固定在左输入件上的固定轴以供棘爪控制环的归位弹簧设置，于该连动件与外来动力组件间设有阻尼组件，使该连动件接受外来动力组件的制动。
6.依据权利要求1所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该棘爪控制环受太阳齿轮所连动，该太阳齿轮啮合至少一个行星齿轮，于行星齿轮的固定轴处设有棘爪控制环的归位弹簧，于该太阳齿轮与外来动力组件间设有阻尼组件，使该太阳齿轮接受外来动力组件的制动。
7.依据权利要求6所述的具有通用型双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左输入件及右输入件的外部设有一啮合行星齿轮的内齿轮，该内齿轮设有阻尼组件以接受外来动力组件的制动。
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