CN111434953A - 具有双超越离合装置的差速机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有双超越离合装置的差速机构，包括左输入件、右输入件以及介于左输入件与右输入件之间的双超越离合装置，该双超越离合装置包括左离合装置、右离合装置及设置于左离合装置与右离合装置之间的同步机构，该左离合装置包括设有凸轮结构的左输出环，该右离合装置包括设有凸轮结构的右输出环，该左输出环、右输出环的轴前端与该同步机构连接，由此，可提高差速机构中离合装置的结构强度与承载能力，并且借由同步机构的设置能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而造成双超越离合装置卡死的安全威胁，以使具有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。

Description

具有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，尤其是关于一种能够防止双超越离合装置死锁的具有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离合装置的外环设置凸轮结构，此种将凸轮结构设置在离合装置的外环上的结构，不但影响外环的结构强度，也造成较低的承载能力。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，会造成离合装置的滚柱在切换时的逾越反向位移，而发生滚柱反向卡死的不同步的冲突情况，进而可能产生一侧车轮死锁的严重危险，因此该先前专利创作为了解决该严重的安全隐患，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离合装置的滚柱不同步的冲突情况而卡死所导致的车轮死锁危险，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。

因此，如何创作出一种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的冲突所造成的双超越离合装置死锁威胁，则为极其迫切的技术创新课题。

发明内容

本发明的具有双超越离合装置的差速机构的主要创作目的在于：

(1) 提供一种能有效提高离合装置的结构强度与承载能力的具有双超越离合装置的差速机构。

(2) 提供一种能够防止双超越离合装置死锁的差速机构，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的双超越离合装置死锁的安全威胁。

(3) 提供一种结构精简、安全性牢靠，且新颖进步的具有双超越离合装置的差速机构。

本发明的具有双超越离合装置的差速机构包括左输入件、右输入件以及介于左输入件与右输入件之间的双超越离合装置，该双超越离合装置包括左离合装置、右离合装置以及设置于该左离合装置与该右离合装置之间的同步机构，其中，该左离合装置包括设有凸轮结构的左输出环，该右离合装置包括设有凸轮结构的右输出环，该左输出环、右输出环的轴前端与该同步机构连接。

作为本发明的另一种实施，该同步机构具有联结成一体但互不连动且能够各自旋转的左右同步环，于各同步环的内环面设有齿部，各同步环的外环面设有斜齿。

作为本发明的另一种实施，该左离合装置包括：左外环、左中间环和一个以上的滚柱以及组装于左输出环前端的左滚柱保持架；右离合装置包括：右外环、右中间环和一个以上的滚柱以及组装于右输出环前端的右滚柱保持架；其中该左中间环与右中间环之间以轴承联结成一体但互不连动且能够各自自由旋转，左中间环与右中间环的外环面均设有齿部以供与左输出环前端组装的左滚柱保持架及右输出环前端组装的右滚柱保持架的前端内环壁的齿部啮合，该左右输出环的轴前端外部均设有齿部以供与同步机构的左右同步环的内环面的齿部啮合，左中间环与右中间环的内环面均设有斜齿以供与同步机构的左右同步环的外环面的斜齿啮合。

作为本发明的另一种实施，左输出环前端组装一左滚柱保持架，左滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，左滚柱保持架的前端内环壁设有齿部以供与左离合装置的左中间环的外环面的齿部啮合，左输出环的轴前端外部设有齿部以供与同步机构的左同步环的内环面的齿部啮合；右输出环前端组装一右滚柱保持架，右滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，右滚柱保持架的前端内环壁设有齿部以供与右离合装置的右中间环的外环面的齿部啮合，右输出环的轴前端外部设有齿部以供与同步机构的右同步环的内环面的齿部啮合，其中该左中间环与右中间环以轴承联结成一体但互不连动且能够各自自由旋转，左中间环与右中间环的内环面均设有斜齿以供与同步机构的左右同步环的外环面的斜齿啮合。

作为本发明的另一种实施，左外环与左输出环前端的左滚柱保持架间设有阻尼组件，右外环与右输出环前端的右滚柱保持架间设有阻尼组件；该阻尼组件为可产生阻力的摩擦片、弹簧或磁力组件。

作为本发明的另一种实施，左离合装置包括：左外环和一个以上的滚柱以及组装在左输出环前端的左滚柱保持架；右离合装置包括：右外环和一个以上的滚柱以及组装在右输出环前端的右滚柱保持架；其中该左滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，该左滚柱保持架的前端内环壁设有斜齿以供与同步机构的左同步环的外环面的斜齿啮合；右滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，右滚柱保持架的前端内环壁设有斜齿以供与同步机构的右同步环的外环面的斜齿啮合。

借由设有凸轮结构的左输出环与右输出环，以及具有同步机构的双超越离合装置，而确实提供一种能有效提高离合装置的结构强度与承载能力的具有双超越离合装置的差速机构，以及能够防止双超越离合装置死锁的差速机构，尤其是指对于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死锁的安全威胁，以使具有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。

附图说明

图1为本发明一实施例的示意图。

图2为本发明一实施例中的双超越离合装置组装示意图。

图3为本发明一实施例中的左输出环前端的左滚柱保持架的示意图。

图4为本发明一实施例中的左输出环的示意图。

图5为本发明一实施例中的右输出环前端的右滚柱保持架的示意图。

图6为本发明一实施例中的右输出环的示意图。

图7为本发明一实施例中的双超越离合装置的剖面放大图。

图8为本发明图7中的沿A-A线的剖面图。

图9为本发明图8中的两轮从动前进状态示意图。

图10为本发明图8中的两轮从动后退状态示意图。

图11为本发明图8中的两轮不同速时的差速内轮前进状态示意图。

图12为本发明图11中的输出环速度快产生滚柱脱离前进位置的示意图。

图13为本发明图12中的滚柱防后退逾越位移死锁的示意图。

图14为本发明一实施例中的同步机构在中立位置的展开示意图。

图15为本发明一实施例中的同步机构在差速时的展开示意图。

图16为本发明另一实施例的示意图。

图17为本发明另一实施例中的双超越离合装置组装示意图。

图18为本发明另一实施例中的左输出环前端的左滚柱保持架的示意图。

图19为本发明另一实施例中的左输出环的示意图。

图20为本发明另一实施例中的右输出环前端的右滚柱保持架的示意图。

图21为本发明另一实施例中的右输出环的示意图。

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左离合装置；31 左外环；32 左中间环；321 齿部；322 斜齿；33 滚柱；34 左滚柱保持架；341 缺口；342 齿部；343 斜齿；4 右离合装置；41 右外环；42 右中间环；421 齿部；422 斜齿；43 滚柱；44 右滚柱保持架；441 缺口；442 齿部；443 斜齿；5 同步机构；51 左同步环；511 齿部；512 斜齿；52 右同步环；521 齿部；522 斜齿；6 轴承；7 阻尼组件；71 定位片；72 弹簧。

具体实施方式

请参阅图1及图16所示为本发明不同运用的实施例，该两个不同实施例为相同技术、相同目的与相同功效作用下的不同运用实施例，不同实施例的差速机构中共同包括左输入件1、右输入件2以及介于左输入件1与右输入件2间的双超越离合装置，该双超越离合装置包括左离合装置3、右离合装置4以及设置于该左离合装置3与该右离合装置4之间的同步机构5，该左离合装置3包括设有凸轮结构的左输出环10，该右离合装置4包括设有凸轮结构的右输出环20，该左输出环10、右输出环20的轴前端与该同步机构5连接。

请参阅图1及图2所示，该同步机构5具有联结成一体但互不连动且能够各自旋转的左右同步环51、52，于各同步环（左同步环51、右同步环52）的内环面设有齿部511、521，各同步环（左同步环51、右同步环52）的外环面设有斜齿512、522。在实施运用上，各同步环（左同步环51、右同步环52）的内环面也可设为斜齿，各同步环（左同步环51、右同步环52）的外环面则设为齿部。(本实施例以同步环的内环面设齿部，同步环的外环面设斜齿为例进行说明)。

如图1至图7所示本发明一实施例，左离合装置3包括：左外环31、左中间环32和一个以上的滚柱33以及设置于左输出环10前端的左滚柱保持架34，右离合装置4包括：右外环41、右中间环42和一个以上的滚柱43以及设置于右输出环20前端的右滚柱保持架44；其中该左中间环32与右中间环42以轴承6联结成一体但互不连动且能够各自自由旋转，左中间环32与右中间环42的外环面设有齿部321、421以供与左输出环10前端组装的左滚柱保持架34及右输出环20前端组装的右滚柱保持架44啮合，左中间环32与右中间环42的内环面设有斜齿322、422以供与同步机构5左右同步环51、52的外环面的斜齿512、522啮合。

如图1至图4所示，左输出环10上面设有凸轮结构101，在左输出环10前端组装一左滚柱保持架34，左滚柱保持架34的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口341供滚柱33置放，左滚柱保持架34的前端内环壁设有齿部342以供与左中间环32外环面的齿部321啮合，左输出环10的轴前端外部设有齿部11以供与同步机构5的左同步环51的内环面齿部511啮合。

如图1、图2、图5及图6所示，右输出环20上面设有凸轮结构201，在右输出环20前端组装一右滚柱保持架44，右滚柱保持架44的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口441供滚柱43置放，右滚柱保持架44的前端内环壁设有齿部442以供与右中间环42外环面的齿部421啮合，右输出环20的轴前端外部设有齿部21以供与同步机构5的右同步环52的内环面齿部521啮合。

如图1、图2及图7所示，左外环31与左输出环10前端的左滚柱保持架34间设有阻尼组件7，右外环41与右输出环20前端的右滚柱保持架44间设有阻尼组件7。阻尼组件7是以定位片71分别定位组装在左外环31与左滚柱保持架34以及右外环41与右滚柱保持架44之间，施予阻尼组件7产生摩擦阻力。该阻尼组件7为可产生阻力的摩擦片、弹簧或磁力组件，于本实施例中以摩擦片为例说明并配合弹簧72予以产生摩擦阻力。

如图16至图21所示本发明另一实施例，该实施例与前一实施例相同，具备了包括左输入件1、右输入件2以及介于左输入件1与右输入件2间的双超越离合装置，该双超越离合装置包括左离合装置3、右离合装置4以及设置于该左离合装置与该右离合装置之间的同步机构5，该左离合装置3包括设有凸轮结构101的左输出环10，该右离合装置4包括设有凸轮结构201的右输出环20，该左输出环10、右输出环20的轴前端与该同步机构5连接。该实施例与前一实施例不同之处在于：本实施例减少了左中间环32与右中间环42的设置，但本实施例与前一实施例具有相同的结构功能与相同的安全实用效益。

请参阅图16至图21所示的实施例，其中该左离合装置3包括：左外环31和一个以上的滚柱33以及组装在左输出环10前端的左滚柱保持架34；右离合装置4包括：右外环41和一个以上的滚柱43以及组装在右输出环20前端的右滚柱保持架44；其中该左滚柱保持架34的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口341供滚柱33置放，左滚柱保持架34的前端内环壁设有斜齿343以供与同步机构5的左同步环51的外环面的斜齿512啮合；该右滚柱保持架44的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口441供滚柱43置放，右滚柱保持架44的前端内环壁设有斜齿443以供与同步机构5的右同步环52的外环面的斜齿522啮合。

请再参阅图8至图15所示本发明一实施例和另一实施例的相同作动说明，且左离合装置3与右离合装置4结构及作动相同，以下以图8所示的右离合装置4沿A-A线剖面组件作动为例说明。如图8所示，当右离合装置4处于自由状态时，右外环41和一个以上的滚柱43以及组装在设有凸轮结构201的右输出环20前端的右滚柱保持架44均位于中立位置，而滚柱43无咬合。

如图9所示，当两轮同速前进从动时，即右离合装置4处于前进状态时，右外环41推动滚柱43位移至前进的咬合位置，使右外环41、滚柱43及设有凸轮结构201的右输出环20相互咬合而输出前进动力。

如图10所示，当两轮同速后退从动时，即右离合装置4处于后退状态时，右外环41推动滚柱43位移至后退的咬合位置，使右外环41、滚柱43及设有凸轮结构201的右输出环20相互咬合而输出后退动力。

如图11所示，当两轮不同速前进而产生差速时，内轮的右输出环20转速较慢于右外环41的引擎转速，内轮的引擎前进动力由右外环41带入，定位片71与右外环41同动而弹簧72压迫定位片71与阻尼组件7，通过弹簧72使阻尼组件7产生摩擦动力，因阻尼组件7与右滚柱保持架44相接触，而将摩擦动力带给右滚柱保持架44，右滚柱保持架44接右中间环42同步带动同步机构5的右同步环52及设有凸轮结构201的右输出环20转动，此时右同步环52并无作动，而由右滚柱保持架44推动滚柱43使右外环41、滚柱43及设有凸轮结构201的右输出环20相互咬合而输出动力。

如图12及图13所示，以及图14及图15所示的右中间环42的内环面的斜齿422与右同步环52的外环面的斜齿522组装后为中立状态时的啮合展开示意图及差速状态时的啮合展开示意图。当两轮不同速前进而产生差速时，外轮的右输出环20转速较快，右外环41的转速较慢，右中间环42接于右外环41，所以右中间环42的转速也慢，速度差使右同步环52有角度错位造成右中间环42的内环面的斜齿422与右同步环52的外环面的斜齿522卡死，迫使右滚柱保持架44无法反向旋转于后退位置进而强迫滚柱43被推开，达到有效防止滚柱43后退咬合的状况发生。

综合上述，本发明借由介于左滚柱保持架和右滚柱保持架间的同步机构，以及左外环与左输出环前端的左滚柱保持架间设有阻尼组件，右外环与右输出环前端的右滚柱保持架间设有阻尼组件，而确实提供一种能有效提高离合装置的结构强度与承载能力的具有双超越离合装置的差速机构，以及能够防止双超越离合装置死锁的差速机构，尤其是指对于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而造成双超越离合装置的滚柱因逾越位移而反向死锁的安全威胁，以使具有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。

Claims (9)

1.一种具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，包括左输入件、右输入件以及介于左输入件与右输入件之间的双超越离合装置，该双超越离合装置包括左离合装置、右离合装置以及设置于该左离合装置与该右离合装置之间的同步机构，其中，该左离合装置包括设有凸轮结构的左输出环，该右离合装置包括设有凸轮结构的右输出环，该左输出环、右输出环的轴前端与该同步机构连接。

2.依据权利要求1所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该同步机构具有联结成一体但互不连动且能够各自旋转的左右同步环，于各同步环的内环面设有齿部，各同步环的外环面设有斜齿。

3.依据权利要求2所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左离合装置还包括：左外环、左中间环和一个以上的滚柱以及组装于左输出环前端的左滚柱保持架；右离合装置还包括：右外环、右中间环和一个以上的滚柱以及组装于右输出环前端的右滚柱保持架；其中该左中间环与右中间环以轴承联结成一体但互不连动且能够各自自由旋转，左中间环与右中间环的外环面均设有齿部以供与左输出环前端组装的左滚柱保持架及右输出环前端组装的右滚柱保持架的前端内环壁的齿部啮合，该左右输出环的轴前端外部均设有齿部以供与同步机构的左右同步环的内环面的齿部啮合，左中间环与右中间环的内环面均设有斜齿以供与同步机构的左右同步环的外环面的斜齿啮合。

4.依据权利要求2所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左输出环前端组装一左滚柱保持架，左滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，左滚柱保持架的前端内环壁设有齿部以供与左离合装置的左中间环的外环面的齿部啮合，该左输出环的轴前端外部设有齿部以供与同步机构的左同步环的内环面的齿部啮合；该右输出环前端组装一右滚柱保持架，右滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，右滚柱保持架的前端内环壁设有齿部以供与右离合装置的右中间环的外环面的齿部啮合，该右输出环的轴前端外部设有齿部以供与同步机构的右同步环的内环面的齿部啮合，其中该左中间环与右中间环以轴承联结成一体但互不连动且能够各自自由旋转，左中间环与右中间环的内环面均设有斜齿以供与同步机构的左右同步环的外环面的斜齿啮合。

5.依据权利要求3所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左外环与该左输出环前端的左滚柱保持架间设有阻尼组件，该右外环与该右输出环前端的右滚柱保持架间设有阻尼组件，该阻尼组件是以定位片组装在左外环与左滚柱保持架以及右外环与右滚柱保持架之间。

6.依据权利要求5所述的具有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。

7.依据权利要求2所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左离合装置还包括：左外环和一个以上的滚柱以及组装在左输出环前端的左滚柱保持架；右离合装置还包括：右外环和一个以上的滚柱以及组装在右输出环前端的右滚柱保持架；其中该左滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，左滚柱保持架的前端内环壁设有斜齿以供与同步机构的左同步环的外环面的斜齿啮合；右滚柱保持架的筒壁设有贯穿的一个以上的缺口以供滚柱置放，右滚柱保持架的前端内环壁设有斜齿以供与同步机构的右同步环的外环面的斜齿啮合。

8.依据权利要求3所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左离合装置的左中间环的内环面与右离合装置的右中间环的内环面设为齿部，该同步机构的左右同步环的外环面均为齿部。

9.依据权利要求4所述的具有双超越离合装置的差速机构，其特征在于，其中该左输出环的轴前端外部的齿部为斜齿，该右输出环的轴前端外部的齿部为斜齿，该同步机构的左右同步环的内环面的齿部均为斜齿。

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