CN113015868B - 直接作用的电子锁止式差速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电子致动的锁止式差速器的锁板。在一个示例性实施方案中，该锁板包括具有第一侧面和相对的第二侧面的基座部分、从该第一侧面向外延伸的多个径向间隔开的齿、以及从该第二侧面向外延伸的多个支脚。

Description

直接作用的电子锁止式差速器

技术领域

本公开整体涉及电子致动的锁止式差速器，并且更具体地，涉及用于电子致动的锁止式差速器的锁板。

背景技术

在汽车应用中，相关领域的电子致动的锁止式差速器可以被电子致动，并且被设计为用于前轮驱动(FWD)车辆、后轮驱动(RWD)车辆、全轮驱动(AWD)车辆和四轮驱动(4WD)车辆，以允许在如此期望时锁定或解锁差速器。驾驶员可以通过手动启动安装到车辆的仪表盘或控制台的开关或按钮来锁定前轮和/或后轮。然而，随着车辆和相关联的系统变得更加复杂，车辆部件封装也变得更加具有挑战性。因此，希望提供更紧凑的电子致动的锁止式差速器。

本文所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。当前指定的发明人的工作，在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述，既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于电子致动的锁止式差速器的锁板。在一个示例性实施方案中，该锁板包括具有第一侧面和相对的第二侧面的基座部分、从该第一侧面向外延伸的多个径向间隔开的齿、以及从该第二侧面向外延伸的多个支脚。

除上述之外，所述锁板可包括以下特征中的一个或多个：其中多个支脚中的支脚与基座部分一体形成；其中多个支脚中的支脚围绕基座部分周向间隔开；其中多个支脚中的每个支脚包括被构造成接收卡环的沟槽；其中每个支座包括肩部部分，该肩部部分被构造成邻接电子致动器的电枢；其中每个支脚包括外部唇缘，沟槽设置在该外部唇缘和肩部部分之间；并且其中每个支脚包括一对相对的直壁部分和一对相对的倒圆部分。

在另一方面，提供了一种电子致动的锁止式差速器。在一个示例性实施方案中，电子致动的锁止式差速器包括：齿轮箱，该齿轮箱具有相对的第一端部和第二端部以及形成在该第一端部中的多个狭槽；差速齿轮组，该差速齿轮组设置在齿轮箱中；以及锁板，该锁板设置在齿轮箱第一端部处并且被构造成选择性地接合差速齿轮组。锁板包括多个支脚，该多个支脚延伸穿过形成于齿轮箱第一端部中的多个狭槽。电子致动器设置在齿轮箱第一端部处并且包括定子和电枢。电子致动器能够在解锁的第一模式和锁定的第二模式之间操作，在解锁的第一模式中，锁板不锁定地接合差速齿轮组，在锁定的第二模式中，当定子通电时，电枢被拉向齿轮箱第一端部，使得锁板被推动成与差速齿轮组锁定接合，从而锁定一对车轴。

除上述之外，所述电子致动的锁止式差速器可以包括以下特征中的一个或多个：其中，差速齿轮组包括第一侧齿轮和第二侧齿轮，锁板被构造成在锁定的第二模式下选择性地锁定接合第一侧齿轮；其中锁板包括基座部分，该基座部分具有第一侧面和相对的第二侧面、从第一侧面向外延伸的多个径向间隔开的齿、以及从第二侧面向外延伸的多个支脚；并且其中多个支脚中的支脚与基座部分一体形成。

除上述之外，所述电子致动的锁止式差速器可以包括以下特征中的一个或多个：其中，多个支脚中的支脚围绕基座部分周向地间隔开；其中多个支脚中的每个支脚包括被构造成接收卡环的沟槽；其中每个支座包括肩部部分，该肩部部分被构造成邻接电子致动器的电枢；其中每个支脚包括外部唇缘，沟槽设置在外部唇缘和肩部部分之间；并且其中每个支脚包括一对相对的直壁部分和一对相对的倒圆部分。

除上述之外，所述电子致动的锁止式差速器可以包括以下特征中的一个或多个：偏置机构，该偏置机构设置在第一侧齿轮和锁板之间，该偏置机构被构造成将锁板偏置成与第一侧齿轮脱离接合；其中形成于齿轮箱中的每个狭槽包括一对相对的直壁部分和一对倒圆端部部分；其中锁板设置在第一侧齿轮和定子之间；并且其中定子和电枢设置在齿轮箱之外，并且锁板基座部分设置在齿轮箱内。

附图说明

根据具体实施方式和附图，将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的一个示例构造的电子致动的锁止式差速器的剖视图；并且

图2是图1所示的电子致动的锁止式差速器在机加工前的示例性近净锻造锁板的透视图；

图3是图2所示锁板在机加工后的透视图；

图4是图3所示锁板的另一透视图；并且

图5示出了图1所示的电子致动的锁止式差速器的示例性齿轮箱。

具体实施方式

首先参考图1，电子致动的锁止式差速器通常用10表示。电子致动的锁止式差速器10通常包括通过联接(例如，螺栓连接)中心部分(未示出)和外壳部分16形成的齿轮箱12。在其他实施方案中，齿轮箱12可为一体式外壳16。差速器的扭矩输入通常是通过输入环形齿轮(未示出)实现的，该输入环形齿轮可以连接到齿轮箱12的凸缘(未示出)上。齿轮箱12的中心部分和外壳部分16中的每一者可安装到轴承组(未示出)以为差速器10提供相对于外壳或支架(未示出)的旋转支撑。

齿轮箱12限定齿轮室20，该齿轮室通常支撑差速齿轮组，该差速齿轮组包括可旋转地安装在小齿轮轴(未示出)上的一对输入小齿轮(未示出)，该小齿轮轴通过任何合适的机构相对于齿轮箱12固定。小齿轮与相应的一对左侧齿轮和右侧齿轮28(仅示出一个)啮合接合。侧齿轮28限定了相应的多组内部直花键30，该多组内部直花键适于与相应的一对左右车轴(未示出)上的配合外部花键进行花键接合。

电子致动的锁止式差速器10还包括旋转防止机构32，该旋转防止机构被构造成选择性地防止左车轴和右车轴的相对旋转。旋转防止机构32至少部分地设置在齿轮箱12内，并且通常包括与侧齿轮28(第一输出齿轮)可操作地相关联的锁板34，以及电子致动器36。

如图2所示，在示例性实施方案中，锁板34为近净锻造的以用于减轻重量，并且为模具释放而渐缩。随后加工(例如，机加工)近净锻造的锁板34以形成图3和图4所示的锁板34。

另外参考图3和图4，锁板34与侧齿轮28间隔开并且可沿着侧齿轮28的外表面滑动。在示例性实施方案中，锁板34通常包括基座部分38和多个支脚40。锁板34被偏置机构42(诸如例如，波形弹簧42)偏置向非致动、解锁模式(见图1)。

如图3所示，基座部分38为大致环形的并且包括第一侧面44、相对的第二侧面46、和大致圆形的中心孔48。第一侧面44包括被构造成选择性地接合侧齿轮28的多个径向间隔开的接合齿50，如本文更详细地描述。如图所示，多个支脚40从基座部分第二侧面46向外延伸。

在示例性实施方案中，每个支脚40包括近侧端部60和远侧端部62。近侧端部60与基座部分的第二侧面46一体地联接，使支脚40与第二侧面正交或基本上正交地延伸。当支脚40从远侧端部62朝向近侧端部60延伸时，远侧端部62通常限定外部唇缘64、沟槽66和形成于其中的肩部部分68。

继续参考图1，在示例性实施方案中，电子致动器36主要设置在齿轮箱12的外部，并且位于与齿轮箱12的钟形端部处的凸缘相对并与侧齿轮28相邻的位置。电子致动器36通常包括电枢70和定子72，该定子限定被构造成接收电磁线圈76的腔体74。线圈76被构造成经由电引线(未示出)通电并且从电源(诸如车辆电池(未示出))接收电流(诸如直流电(DC))。

如图1所示，在示例性实施方案中，电枢70的内径部分邻接锁板肩部部分68。电枢70通过卡环78适当固定到锁板34，该卡环被接收在位于支脚40的外侧唇缘64和肩部部分68之间的沟槽66内。定子72是大致环形的并且通过间隙80与电枢70间隔开。当通电时，定子72产生磁场，该磁场将电枢70朝向定子72拉动以闭合间隙80。电枢70的这种移动随后被赋予到锁板34并向左滑动锁板34(如图1所示)以与侧齿轮28锁定接合。

另外参考图5，齿轮箱12形成有周向间隔开的狭槽90，每个狭槽被构造成接纳一个支脚40。在示例性实施方案中，每个狭槽90包括倒圆端部部分92和大致直的壁部分94。锁板支脚40具有对应于倒圆端部部分92的径向特征部96(图4)，该倒圆端部部分被削剪使中心径向角度减小以允许间隙。具有延伸穿过齿轮箱12的狭槽90的支脚40的此类布置有利地实现更高的负载和减小的应力。这样，所有或基本上所有的扭矩都通过支脚40。

在其中采用差速器10的车辆的正常、直前操作期间，左右车轴或侧齿轮28之间不发生差速。因此，小齿轮不相对于小齿轮轴旋转。因此，齿轮箱12、小齿轮和侧齿轮28全部围绕旋转轴线而旋转，如同齿轮箱12、小齿轮和侧齿轮28是一个整体单元一样。

当直流(DC)电力被供应到电磁线圈60时，在定子72内产生磁能，这在定子72和电枢70之间产生吸引力，从而导致电枢70朝向齿轮箱12移动。这继而导致锁板34在其压缩偏置机构42时向左(如图1所示)朝向侧齿轮28移动并与侧齿轮28锁定接合。这样，锁板齿50啮合地接合侧齿轮齿98(图1)，直到锁板34在侧齿轮28上施加所需的减速扭矩，从而将其锁定到差速器箱12，并且因此独立于传动系旋转锁定左车轴和右车轴。

差速器10可以手动控制，其中车辆的驱动器手动选择“锁定”模式(而不是“解锁”模式)以操作差速器10。例如，当假设车辆静止时，驾驶员简单地手动启动安装到车辆仪表盘或控制台(未示出)上的开关或按下按钮(未示出)，诸如简单的瞬时型“开/关”拨动开关或摇杆开关或按钮。以这样的方式，电路(未示出)闭合，从而接通电路中的电流和位于拨动开关或按下按钮中或其附近的灯(未示出)，以向驱动器指示差速器被致动。电流在电路中流动并最终流向差速器10的电磁线圈76。然后，差速器10以“锁定”模式操作(即，当车辆处于第一档或倒档时)。以这样的方式，第一输出齿轮28相对于齿轮箱12锁定，防止第一输出齿轮28和齿轮箱12之间的任何进一步的差速。

本文描述了用于电子锁止式差速器的锁板的系统和方法。锁板包括在与锁定齿相对的表面上的近净锻造的一体形成的支脚。支脚为直壁的并且正交于差分器中心线。支脚增加了锁板和差速器箱之间的界面面积，以减小接触应力并提供稳固的设计。锁板改善了解锁性能，提供了锁定检测集成的裕量，并且降低了材料复杂性带来的成本。另外，该锁板适应使用低成本材料和热处理选项，并改善了将差速器组装到一体式差速器箱的相容性。

已出于说明和描述的目的提供了这些示例的上述描述。并非意图是详尽的或限制本公开。特定示例的各个元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下是可互换的并且可用于所选示例中，即使未具体示出或描述也是如此。其可也按许多方式进行改变。此类变型形式不应被视为脱离了本公开，并且所有此类修改形式都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (16)

1.一种用于电子致动的锁止式差速器的锁板，所述锁止式差速器具有电枢，所述锁板包括：

基座部分，所述基座部分具有第一侧面和相对的第二侧面；

多个径向间隔开的齿，所述多个径向间隔开的齿从所述第一侧面向外延伸；和

多个支脚，所述多个支脚从所述第二侧面向外延伸，所述多个支脚中的每个支脚从近侧端部延伸到远侧端部并且具有外径和内径，所述外径包括(i)接收卡环的沟槽，和(ii)布置得比所述沟槽更靠近所述近侧端部的肩部部分，其中所述电枢的一部分在所述肩部部分处设置在每个支脚和所述卡环之间。

2.根据权利要求1所述的锁板，其中所述多个支脚中的每个支脚与所述基座部分一体形成。

3.根据权利要求1所述的锁板，其中所述多个支脚中的每个支脚围绕所述基座部分周向间隔开。

4.根据权利要求1所述的锁板，其中每个支脚包括外部唇缘，所述沟槽设置在所述外部唇缘和所述肩部部分之间。

5.根据权利要求4所述的锁板，其中每个支脚包括一对相对的直壁部分和一对相对的倒圆部分。

6.一种电子致动的锁止式差速器，包括：

齿轮箱，所述齿轮箱具有相对的第一端部和第二端部以及形成于所述第一端部中的多个狭槽；

差速齿轮组，所述差速齿轮组设置在所述齿轮箱中；

锁板，所述锁板设置在所述齿轮箱第一端部处并且被构造成选择性地接合所述差速齿轮组，其中所述锁板包括多个支脚，所述多个支脚延伸穿过形成于所述齿轮箱第一端部中的所述多个狭槽，所述多个支脚中的每个支脚从近侧端部延伸到远侧端部并且具有外径和内径，所述外径包括(i)接收卡环的沟槽，和(ii)布置得比所述沟槽更靠近所述近侧端部的肩部部分；和

电子致动器，所述电子致动器设置在所述齿轮箱第一端部处并且具有定子和电枢，其中所述电枢的一部分在所述肩部部分处设置在每个支脚和所述卡环之间，

其中所述电子致动器能够在解锁的第一模式和锁定的第二模式之间操作，在所述解锁的第一模式下，所述锁板不锁定地接合所述差速齿轮组，在所述锁定的第二模式下，当所述定子通电时，所述电枢被拉向所述齿轮箱第一端部，使得所述锁板被推动成与所述差速齿轮组锁定接合，从而锁定一对车轴。

7.根据权利要求6所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述差速齿轮组包括第一侧齿轮和第二侧齿轮，所述锁板被构造成在所述锁定的第二模式下选择性地锁定接合所述第一侧齿轮。

8.根据权利要求6所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述锁板包括：

基座部分，所述基座部分具有第一侧面和相对的第二侧面；

多个径向间隔开的齿，所述多个径向间隔开的齿从所述第一侧面向外延伸；和

所述多个支脚，所述多个支脚从所述第二侧面向外延伸。

9.根据权利要求8所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述多个支脚中的每个支脚与所述基座部分一体形成。

10.根据权利要求8所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述多个支脚中的每个支脚围绕所述基座部分周向间隔开。

11.根据权利要求6所述的电子致动的锁止式差速器，其中每个支脚包括外部唇缘，所述沟槽设置在所述外部唇缘和所述肩部部分之间。

12.根据权利要求11所述的电子致动的锁止式差速器，其中每个支脚包括一对相对的直壁部分和一对相对的倒圆部分。

13.根据权利要求7所述的电子致动的锁止式差速器，还包括偏置机构，所述偏置机构设置在所述第一侧齿轮和所述锁板之间，所述偏置机构被构造成将所述锁板偏置成与所述第一侧齿轮脱离接合。

14.根据权利要求6所述的电子致动的锁止式差速器，其中形成在所述齿轮箱中的每个狭槽包括一对相对的直壁部分和一对倒圆端部部分。

15.根据权利要求7所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述锁板设置在所述第一侧齿轮和所述定子之间。

16.根据权利要求8所述的电子致动的锁止式差速器，其中所述定子和所述电枢设置在所述齿轮箱的外部，并且所述锁板基座部分设置在所述齿轮箱内。