CN117515129A - 隔离装置 - Google Patents

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CN117515129A CN202211286608.6A CN202211286608A CN117515129A CN 117515129 A CN117515129 A CN 117515129A CN 202211286608 A CN202211286608 A CN 202211286608A CN 117515129 A CN117515129 A CN 117515129A
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梁世东
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Abstract

本发明提供一种隔离装置，其中，包括：支撑环，安装在壳体的内部，在内部安装有与第一半轴齿轮相啮合的小齿轮，在朝向所述第一半轴齿轮的一面具备第一爪形齿轮部；离合器圈，在与所述支撑环相面对的一面具备可与所述第一爪形齿轮部相啮合的第二爪形齿轮部；以及套筒，连接于致动器装置，并可朝啮合方向或解除啮合的方向移动，所述套筒与所述离合器圈相连接，来使所述离合器圈向所述支撑环的方向推动或将所述离合器圈向所述支撑环的相反方向拉动。

Description

隔离装置
技术领域
本发明涉及一种从四轮驱动切换为两轮驱动的隔离装置。
背景技术
一般，隔离装置是安装于差速器组件，根据行驶状况分离或连接差动轴,来切换为两轮驱动(2WD)和四轮驱动(4WD)，从而，可以最大限度地减少不必要的动力损失的装置。
图1是示出现有的隔离装置的图。参考图1，包括：差速器组件1；差动轴1c，与设置在差速器箱1a的内部的右侧差动半轴齿轮1b相连接；隔离器轮毂1d，与右轮(省略图示)相连接；隔离器套筒1e，用于连接差动轴1c和隔离器轮毂1d的动力或切断动力。在差速器箱1a可以联结主传动齿轮1h。
在差速器箱1a的内部设有与右侧差动半轴齿轮1b成一对的左侧差动半轴齿轮1i，右侧差动半轴齿轮1b和左侧差动半轴齿轮1i可以与4个差动小齿轮1j相啮合。
在致动器装置2中，当滚珠丝杠轴2b通过马达2a的运行而旋转时，联接于滚珠丝杠轴2b的滚珠丝杠螺母2c沿着导轨2d移动。随着滚珠丝杠螺母2c移动，与滚珠丝杠螺母2c形成为一体的叉2e可以使套筒1e向连接或断开方向上移动。
当隔离器套筒1e同时啮合于隔离器轴1c的爪形齿轮部1f和隔离器轮毂1d的爪形齿轮部1g时，如马达或引擎等的输入部(省略图示)和车轮等的输出部(省略图示)的动力相连接，从而，可以实现四轮驱动(Four Wheel Drive，4WD)。
当隔离器套筒1e向隔离器轮毂1d侧移动，解除隔离器轴1c的爪形齿轮部1f和隔离器轮毂1d的爪形齿轮不1g之间的啮合状态时，马达或引擎等的输入部和车轮等的输出部的动力被切断，从而，可以实现两轮驱动(Two Wheel Drive，2WD)。
然而，在现有隔离装置中，滚珠丝杠轴、叉及隔离器套筒通过马达的运行而连动运行，通过隔离器套筒的运行，连接隔离器轴和隔离器套筒，由于这种复杂的操作结构，汽车的电子部件变多，占用车内空间大，不利于车重和车载性。此外，在四轮驱动车辆的辅助驱动轮被断开的两轮驱动情况下，输入部停止旋转，随此主传动齿轮停止，在隔离器轴和隔离器轮毂分离的状态下，车辆进行高速、前进行驶时，因左侧差动半轴齿轮的旋转，发生差动小齿轮进行高速旋转的高差速(High Differential)，这将导致噪声及震动。
在先技术文件
专利文件
专利文件1韩国专利公开第10-2017-0123869号(2017.11.09公开)
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种在内部具备与半轴齿轮相啮合的小齿轮，并通过由离合器圈连接或切断动力的支撑环，可以防止高差速的隔离装置。
而且，本发明的另一目的在于，提供一种通过致动器装置的模块化，可以提高组装性和通用性的隔离装置。
为了达成所述目的，本发明提供一种隔离装置，其中，包括：支撑环，安装在壳体的内部，在内部安装有与第一半轴齿轮相啮合的小齿轮，在朝向所述第一半轴齿轮的一面具备第一爪形齿轮部；离合器圈，在与所述支撑环相面对的一面具备可与所述第一爪形齿轮部相啮合的第二爪形齿轮部；以及套筒，连接于致动器装置，并可朝啮合方向或解除啮合的方向移动，所述套筒与所述离合器圈相连接，来使所述离合器圈向所述支撑环的方向推动或将所述离合器圈向所述支撑环的相反方向拉动。
而且，在四轮驱动时，所述套筒可以向所述支撑环的方向推动所述离合器圈，使所述第二爪形齿轮部与所述第一爪形齿轮部相啮合，在两轮驱动时，所述套筒可以向所述支撑环的相反方向拉动所述离合器圈，使所述第二爪形齿轮部从第一爪形齿轮部分离，从而解除啮合。
而且，所述致动器装置，包括：外壳；马达，联接于所述外壳；滚珠丝杠轴，在所述外壳的内部由支撑部件可旋转地受支撑，并与所述马达相连接；进给螺母，联接于所述滚珠丝杠轴，被安装在所述外壳内的导轨引导的同时，沿着所述滚珠丝杠轴移动；以及叉，与所述进给螺母构成为一体，通过所述外壳的开放部向所述套筒延伸，并联接成围绕所述套筒的外径部。
而且，在联接所述马达的所述外壳的联接面安装有密封部件。
而且，所述支撑环在外径部形成有通孔，在另一面形成有联接孔，联接销通过所述通孔贯穿所述小齿轮而联接，固定销通过所述联接孔贯穿所述联接销而联接。
而且，在所述支撑环的内部联接内圈，在所述支撑环与所述内圈之间设有所述小齿轮，所述支撑环、所述小齿轮及所述内圈通过所述联接销相联接。
而且，所述离合器圈具备多个腿部，所述壳体上形成有与所述腿部相对应的孔，所述腿部通过所述孔露出。
而且，所述腿部的外径部和所述腿部的外径部插入后接触的所述壳体的内径部由倾斜面而构成。
而且，所述支持部件是轴承。
而且，所述密封部件是O型圈。
发明效果
根据本发明，在隔离系统被解除啮合，车辆以两轮驱动模式行驶时，对进行滑行的辅助驱动轮而言，支撑包括2个半轴齿轮和4个小齿轮的差速齿轮组的支撑环一起旋转，从而，可以解决现有高差速而带来的噪声问题。
此外，本发明仅在离合器圈联接时向马达施加电流，从而，可以最小化耗电量。
此外，本发明通过致动器装置的模块化，可以方便组装及维修，并可以降低不良率。
此外，本发明可以大幅度减少电子部件，从而，可以大幅度提高重量和封装安装性。
此外，本发明可以消除现有隔离器轴等的部件，通过致动器装置的模块化，零件数得以减少，在空间性、重量、成本方面有利。
此外，本发明通过致动器装置的模块化，可以简化组装工艺。
此外，本发明通过致动器装置的模块化，只要确保离合器圈、支撑环的安装空间，任何减速器上都能安装，因此，可以缩短开发期间，并提供很高的通用性。
附图说明
图1是现有隔离装置的示意图。
图2是根据本发明优选一实施例的隔离装置的立体图。
图3是根据本发明优选一实施例的隔离装置的分离立体图。
图4是根据本发明优选一实施例的隔离装置的侧截面图。
图5是根据本发明优选一实施例的支撑环和离合器圈的啮合过程的示意图。
110：壳体，120：支撑环，130：离合器圈，141：第一半轴齿轮，142：第二半轴齿轮，143：小齿轮，150：套筒，160：联接销，170：固定销，180：内圈，190：主传动齿轮，200：致动器装置，210：外壳，220：马达，230：滚珠丝杠轴，240：支撑部件，250：进给螺母，260：导轨，270：叉，280：密封部件
具体实施方式
下面，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。首先，应注意在对每个附图的构成要素标注附图标记时，即使在不同的附图上，对相同的构成要素也尽量标注相同的附图标记。另外，在说明本发明时，若判断对相关公知结构或功能的具体说明会使本发明的要旨不明确，则省略对其的详细说明。下面将说明本发明的优选实施例，但是，本发明的技术精神不限于此，可由本领域的普通技术人员变形实施为各种形态。
本发明可以应用于电动汽车(Electric Vehicle、Battery Electric Vehicle、EV)，以及内燃机(Internal Combustion Engine，ICE)、混合动力车(Hybrid ElectricVehicle，HEV)等。
图2是根据本发明优选一实施例的隔离装置的立体图，图3是根据本发明优选一实施例的隔离装置的分离立体图，图4是根据本发明优选一实施例的隔离装置的侧截面图。
如图2至图4所示，本发明，包括：支撑环120，安装于壳体110的内部；离合器圈130，在壳体110的内部，可与支撑环120相啮合；以及套筒150，用于使离合器圈130朝啮合方向或解除啮合方向移动。
在壳体110的外侧可以联接主传动齿轮190。可以通过主传动齿轮190传递来自马达或引擎等输入部(省略图示)的动力。通过主传动齿轮190传递的动力可以传递到壳体110。
例如，壳体110可以由第一壳体111、及联接于第一壳体111的第二壳体112而构成。第一壳体111和第二壳体112可以通过螺栓等的联接构件联接。
支撑环120在内部安装有小齿轮143。小齿轮143与构成一对的第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142相啮合。小齿轮143可以具备多个。例如，4个小齿轮143可以安装在支撑环120的内部。
支撑环120具备第一爪形齿轮部121。第一爪形齿轮部121设置在支撑环120的朝向第一半轴齿轮141的一面。第一半轴齿轮141可以与离合器圈130的第二爪形齿轮部131相啮合。
支撑环120包括通孔122及联接孔123。通孔122形成在支撑环120的外径部。联接孔123形成在支撑环120的另一面。
联接销160可以通过通孔122贯穿小齿轮143的中心而联接。固定销170可以通过联接孔123贯穿联接销160而联接。
在支撑环180的内部可以联接内圈180。小齿轮143可以位于支撑环120和内圈180之间。支撑环120、小齿轮143及内圈180可以通过联接销160联接。
离合器圈130在与支撑环120相面对的一面具备可与第一爪形齿轮部121相啮合的第二爪形齿轮部131。离合器圈130可通过套筒150移动。
离合器圈130和套筒150可以通过螺栓或焊接等方式组装成一体，并且，可以与壳体110同步旋转。
在离合器圈130可以具备多个腿部132。例如，在离合器圈130可以具备4个腿部132。
对应4个腿部132，在第一壳体110可以形成有4个孔111a。4个腿部132可通过孔111a露出。
腿部132的外径部插入并组装到第一壳体111的内径部。腿部132的外径部和第一壳体111的内径部可以由倾斜面S形成。
在套筒150的外径部可以联接致动器装置200的叉270。通过叉270的动作，套筒150可朝啮合方向或解除啮合方向移动。
套筒150与离合器圈130相连接。套筒150的一侧端部可插入并组装到离合器圈130的腿部132。
套筒150可以向支撑环120的方向推动离合器圈130，使离合器圈130的第二爪形齿轮部131与支撑环120的第一爪形齿轮部121相啮合或者将离合器圈130向支撑环120的相反方向拉动，使离合器圈130的第二爪形齿轮部131从支撑环120的第一爪形齿轮部121分离而解除啮合。
具体地，在四轮驱动过程中，离合器圈130通过套筒150的动作向支撑环120的方向推动时，第二爪形齿轮部131啮合于第一爪形齿轮部121。在两轮驱动过程中，离合器圈130通过套筒150的动作向支撑环120的相反方向拉动，同时啮合于第一爪形齿轮部121的第二爪形齿轮部131从第一爪形齿轮部121分离而解除啮合。
致动器装置200可以通过外壳210模块化。致动器装置200，包括：外壳210；马达220，联接于外壳210；滚珠丝杠轴230，通过驱动马达220而旋转；进给螺母250，在滚珠丝杠轴230旋转时，沿滚珠丝杠轴230进行直线移动；以及叉270，与进给螺母250构成为一体，并与进给螺母250一起移动。
与减速器(省略图示)相比，不受很大的外力的外壳210，可以使用如铝(aluminium)或工程塑料(engineering plastic)的轻质材料，来减轻减速器的重量。
例如，马达220可以是BLDC马达。滚珠丝杠轴230、进给螺母250及叉270安装在外壳210的内部。滚珠丝杠轴230与马达220相连接。滚珠丝杠轴230在外壳210的内部可以由轴承(bearing)等的支撑部件240可旋转地受支撑。
仅靠马达220不足的叉270的传递力，可以通过滚珠丝杠轴230放大后传送，从而，可以进行精密地控制。
进给螺母250联接于滚珠丝杠轴230。当滚珠丝杠轴230旋转时，可由安装在外壳210内部的导轨260引导进给螺母250，并稳定地移动。
导轨260贯穿进给螺母250而联接，并且两端由外壳210支撑。
叉270通过外壳210的开放部211向套筒150延伸。叉270联接于套筒150的外径部以围绕套筒150的外径部。
外壳210的开放部211优选形成为符合叉270的行程(stroke)的空间，以使叉270能够顺畅地移动。
在外壳210可以联接O型环等的密封部件280。密封部件280可以联接于与马达220联接的外壳210的联接面212。
密封部件280可以防止在减速器(省略图示)的内部可能由润滑油产生的油蒸汽或液体流入马达220。
下面说明本发明的两轮驱动时的动作。
图5是根据本发明优选一实施例的支撑环和离合器圈的啮合过程的示意图。
如图4及图5所示，随着滚珠丝杠轴230通过马达220的驱动旋转，进给螺母250向后移动。随着进给螺母250向后移动，与进给螺母250构成为一体的叉270使套筒150向后移动。
由于套筒150在向后移动的同时向支撑环120的相反方向拉动离合器圈130，因此，第二爪形齿轮部131从第一爪形齿轮部121分离的同时解除啮合状态。从而，可以实现两轮驱动(Two Wheel Drive，2WD)。
在解除啮合状态下，马达或引擎等的输入部(省略图示)的动力被切断。因此，输入部的动力不能传递到主传动齿轮190。
两侧辅助驱动轮(省略图示)进行滑行(coasting)，并且，两侧辅助驱动轮的旋转力被传递到第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142，从而可以使第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142旋转。
第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142与小齿轮143相啮合，在此状态下，随着第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142旋转，支撑环120也可以与第一半轴齿轮141及第二半轴齿轮142一起旋转。
此时，由于支撑环120是与壳体110分离的结构，因此，只有支撑环120旋转，而壳体110不旋转。因此，可以实现辅助驱动轮进行滑行，而只有主驱动轮行驶的两轮驱动行驶。
由于电动车以高转速行驶，因此，不可避免地会产生高差速噪声，但是，本发明可以解决现有的支撑环120在壳体110内部旋转时产生高差速噪声的问题。
下面说明本发明的四轮驱动时的动作。
参考图4及图5，随着滚珠丝杠轴230通过驱动马达220进行旋转，进给螺母250随之前进。随着进给螺母250的前进，与进给螺母250形成为一体的叉270使套筒150向前移动。
由于套筒150前进的同时使离合器圈130向支撑环120的方向上推动，因此，离合器圈130的第二爪形齿轮部131与支撑环120的第一爪形齿轮部121相啮合。由此，可以实现四轮驱动(Four Wheel Drive，4WD)。
在四轮驱动时，来自马达或引擎等的输入部(省略图示)的动力可被传递至主传动齿轮190。
输入部的动力可以经由主传动齿轮190传递到壳体110。随着壳体110旋转，支撑环120也可以旋转。壳体110和支撑环120在结合状态下一起移动。
随着支撑环120的旋转，动力传递到与小齿轮143相啮合的两侧的第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142，从而，可以使第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142旋转。
当第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142旋转时，动力被传递到连接于第一半轴齿轮141和第二半轴齿轮142的两侧辅助驱动轮，从而，可以使两侧辅助驱动轮旋转。由此，输入部的动力不仅传递到主驱动轮还传递到辅助驱动轮，从而，可以实现四轮驱动。
以上的说明仅仅是对本发明技术思想的例示而已，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的本质性特性的范围内可以进行多种修正、变更及取代。因此，本发明所公开的实施例及附图并非用于限定本发明的技术思想，而是用于说明本发明。本发明的保护范围应由权利要求范围而解释，应解释为与其等同范围内的所有技术思想均属于本发明的权利范围内。

Claims (10)

1.一种隔离装置，其特征在于，包括：
支撑环，安装在壳体的内部，在内部安装有与第一半轴齿轮相啮合的小齿轮，在朝向所述第一半轴齿轮的一面具备第一爪形齿轮部；
离合器圈，在与所述支撑环相面对的一面具备可与所述第一爪形齿轮部相啮合的第二爪形齿轮部；以及
套筒，连接于致动器装置，并可朝啮合方向或解除啮合的方向移动，所述套筒与所述离合器圈相连接，来使所述离合器圈向所述支撑环的方向推动或将所述离合器圈向所述支撑环的相反方向拉动。
2.根据权利要求1所述的隔离装置，其特征在于，四轮驱动时，所述套筒向所述支撑环的方向推动所述离合器圈，使所述第二爪形齿轮部与所述第一爪形齿轮部相啮合，
两轮驱动时，所述套筒向所述支撑环的相反方向拉动所述离合器圈，使所述第二爪形齿轮部从第一爪形齿轮部分离，从而解除啮合。
3.根据权利要求1所述的隔离装置，其特征在于，所述致动器装置，包括：
外壳；
马达，联接于所述外壳；
滚珠丝杠轴，在所述外壳的内部由支撑部件可旋转地受支撑，并与所述马达相连接；
进给螺母，联接于所述滚珠丝杠轴，被安装在所述外壳内的导轨引导的同时，沿着所述滚珠丝杠轴移动；以及
叉，与所述进给螺母构成为一体，通过所述外壳的开放部向所述套筒延伸，并联接成围绕所述套筒的外径部。
4.根据权利要求3所述的隔离装置，其特征在于，在联接所述马达的所述外壳的联接面安装有密封部件。
5.根据权利要求1所述的隔离装置，其特征在于，所述支撑环在外径部形成有通孔，在另一面形成有联接孔，联接销通过所述通孔贯穿所述小齿轮而联接，固定销通过所述联接孔贯穿所述联接销而联接。
6.根据权利要求5所述的隔离装置，其特征在于，在所述支撑环的内部联接内圈，在所述支撑环与所述内圈之间设有所述小齿轮，所述支撑环、所述小齿轮及所述内圈通过所述联接销相联接。
7.根据权利要求1所述的隔离装置，其特征在于，所述离合器圈具备多个腿部，所述壳体上形成有与所述腿部相对应的孔，所述腿部通过所述孔露出。
8.根据权利要求7所述的隔离装置，其特征在于，所述腿部的外径部和所述腿部的外径部插入后接触的所述壳体的内径部由倾斜面而构成。
9.根据权利要求3所述的隔离装置，其特征在于，所述支持部件是轴承。
10.根据权利要求4所述的隔离装置，其特征在于，所述密封部件是O型圈。
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