CN215763225U - 自动切换分动箱档位的执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动切换分动箱档位的执行机构，属于车用附件技术领域，其包括壳体，壳体上安装动力旋转机构，壳体内设置减速器，动力旋转机构的转轴连接减速器，减速器的输出端连接驱动齿轮，驱动齿轮连接齿条，齿条开设在输出轴上，特征在于：输出轴上开设有沿输出轴的轴向排列的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽位于输出轴的端部，输出轴的另一端伸出壳体外，壳体上安装有两个位移式的第一位置传感器，两个第一位置传感器间的间距大于第一凹槽和第二凹槽间的间距，第一位置传感器的输出信号控制动力旋转机构的启停；蜗轮连接第二位置传感器，第二位置传感器控制动力旋转机构的转动方向。此机构依靠单根输出轴的伸出位置来切换分动箱档位。

Description

自动切换分动箱档位的执行机构

技术领域

本实用新型属于车用附件技术领域，具体涉及一种自动切换分动箱档位的执行机构。

背景技术

分动箱是将发动机的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前轴和后轴。带有分动箱的汽车，都是动力先由传动轴传递到分动箱，再由分动箱来进行动力分配，分别传递到前轴和后轴，并且可以在后驱和四驱之间切换，多使用在硬派越野车上。

随着电子技术的高速发展，分动箱工作状态的切换需要一款电子执行机构来精准完成。为此，申请人研发了一款分动箱自动执行机构用位置传感器，相应技术已向国家专利局提出了专利申请，其申请号为201810634442.X，并获得了专利权。上述执行机构需要两根输出轴，两根输出轴间具有关联伸出顺序的电源开关，只有一根输出轴伸出关闭电源开关后，另一根输出轴才能动作，依靠这两根输出轴的伸出状态来切换分动箱的档位，该执行机构虽然自动完成了分动箱档位的切换，但结构比较复杂，还增多了零部件的用量，增加了设备成本。

于是，申请人设想研发一款结构简单的自动切换分动箱档位的执行机构。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动切换分动箱档位的执行机构，能够依靠单根输出轴的伸出位置来切换分动箱档位。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：设计一种自动切换分动箱档位的执行机构，包括壳体，壳体上安装动力旋转机构，壳体内设置减速器，动力旋转机构的转轴连接减速器，减速器的输出端连接驱动齿轮，驱动齿轮连接齿条，齿条开设在输出轴上，其特征在于：输出轴上开设有沿输出轴的轴向排列的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽位于输出轴的端部，输出轴的另一端伸出壳体外，壳体上安装有两个位移式的第一位置传感器，两个第一位置传感器间的间距大于第一凹槽和第二凹槽间的间距，第一位置传感器的输出信号控制动力旋转机构的启停；

所述减速器连接第二位置传感器，第二位置传感器控制动力旋转机构的转动方向。

优选的，所述减速器包括安装在转轴的蜗杆，蜗杆上配装蜗轮，蜗轮中固定轮轴，驱动齿轮固定安装在轮轴上。

优选的，所述轮轴上还安装有缓冲装置，缓冲装置包括套装在轮轴上的轴套，轴套上套装有卷簧，卷簧的内端固定在轴套中、外端设有弯钩，蜗轮上固定支架，支架上设有伸向弯钩的凸爪，轴套上设有拨臂，轮轴上还固定有伸向拨臂的拨爪。

优选的，所述第二位置传感器包括设置在蜗轮上的导电滑道，壳体上固定电刷，电刷能接触在导电滑道上。

优选的，所述第一位置传感器包括安装在壳体上的套筒，套筒内设有绝缘体，绝缘体中固定有相互分离的第一插针和第二插针，第一插针和第二插针均贯穿绝缘体设置，绝缘体连接第一弹性体，第一弹性体的另一端连接导电板，第一插针和第二插针均能接触到导电板，导电板连接移动机构，移动机构的另一端伸出套筒设置。

优选的，所述移动机构包括阀杆，阀杆上设有法兰盘，套筒的内壁上凸台，凸台沿壳体的周向设置，法兰盘能卡接在凸台上。

优选的，所述阀杆上开设有空腔，空腔中安装阀柱，阀柱伸出空腔设置，空腔中设有第二弹性体，第二弹性体一端连接阀柱、另一端连接阀杆，阀杆的端部安装有滚珠。

优选的，所述导电板和移动机构之间设有弹性隔膜。

优选的，所述绝缘体上还配装插座，插座中设有贯通插座顶壁的内腔，第一插针和第二插针伸入内腔中。

优选的，所述导电板上设有导向臂，绝缘体上设有导向槽，导向臂插装在导向槽中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于输出轴上开设有第一凹槽和第二凹槽，壳体上安装有两个位移式的第一位置传感器，可以通过第一位置传感器检测第一凹槽和第二凹槽来确定输出轴的伸出位置，从而可以依靠伸出位置来切换分动箱的档位，大大简化了执行机构的结构，利于提高其稳定性；同时减少了所用元件数量，降低其成本。

2、减速器选用蜗轮蜗杆机构，不仅技术成熟，还具有自锁功能，在电机断电后不会在惯性的作用下继续转动，不必施加额外的制动力，也能达到较精确的位置。

3、由于轴上还安装有缓冲装置，可以缓冲掉轮轴的转动力，避免硬性撞击，利于延长执行机构的使用寿命。

4、由于蜗轮连接第二位置传感器，可以为动力旋转机构的转动方向提供控制依据，使得输出轴精准达到车辆控制系统所需要的档位位置。

5、由于绝缘体中固定有相互分离且贯穿绝缘体设置的第一插针和第二插针，绝缘体连接第一弹性体，第一弹性体连接导电板，第一插针和第二插针均能接触到导电板，导电板连接移动机构，可以依靠移动机构的回缩来顶动导电板，使得第一插针和第二插针接通导电板，从而改变第一插针和第二插针间的通断状态，从而输出开关量信号，实现输出轴的位置检测。

6、由于阀杆上设有法兰盘，壳体的内壁上凸台，凸台沿壳体的周向设置，法兰盘能卡接在凸台上，限定了阀杆在壳体内的轴向移动空间，既满足其移动需求，又避免其从壳体中脱出。

7、由于阀杆上开设有空腔，空腔中安装阀柱，阀柱的上部伸出空腔设置，空腔中设有第二弹性体，第二弹性体的上端连接阀柱、下端连接阀杆，可以缓冲移动机构的移动冲击，便于提高输出开关信号的准确性。

8、导电板和移动机构之间设有弹性隔膜，能够起到缓冲减震的作用。

9、由于绝缘体上还配装插座，插座中设有贯通插座顶壁的内腔，第一插针和第二插针伸入内腔中，便于采集信号时的固定连接，确保采集信号的稳定可靠。

10、本实用新型结构原理简单，能够精准控制输出轴的伸出位置，并依靠其伸出位置来自动完成分动箱的档位转换，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1中B-B剖视图；

图4是图3中C-C剖视图；

图5是图1的D向视图；

图6是图5中E-E剖视图；

图7是缓冲装置的爆炸结构图；

图8是第一位置传感器的立体结构示意图；

图9是图7的F向视图；

图10是图8中G-G剖视图。

图中标记：1、壳体；2、电机；3、输出轴；4、导电滑道；5、电刷；6、蜗轮；7、轮轴；8、驱动齿轮；9、第一位置传感器；9-1、套筒；9-2、绝缘体；9-3、插座；9-4、第一插针；9-5、第二插针；9-6、导电板；9-7、第一弹簧；9-8、导向臂；9-9、导向槽；9-10、第一凸起；9-11、第二凸起；9-12、阀杆；9-13、滚珠；9-14、第一凸柱；9-15、弹性隔膜；9-16、阀柱；9-17、第二弹簧；9-18、凸台；9-19、法兰盘；10、齿条；11、第一凹槽；12、第二凹槽；13、蜗杆；14、支架；15、凸爪；16、卷簧；17、弯钩；18、轴套；19、拨臂；20、拨爪。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的主旨思想是由一动力源带动一输出轴，通过动力源控制输出轴的伸出位置，改变第一凹槽11和第二凹槽12相对于两个第一位置传感器9的位置，来改变第一插针9-4和第二插针9-5间的输出信号，使得第一位置传感器输出开关量信号，依此对应分动箱2L、4L和4H三种档位，从而通过控制输出轴的位置来实现分动箱的自动切换档位操作。

如图1、图2、图5和图6所示，本实用新型在壳体1上安装电机2，电机2的转轴上固定蜗杆13，蜗杆13上配装蜗轮6，蜗轮6上连接第二位置传感器，第二位置传感器控制电机2的转向。如图3所示，第二位置传感器具体为在蜗轮6上设置有导电滑道4，壳体1上固定电刷5，电刷5能接触在导电滑道4上。如图4所示，蜗轮6中固定轮轴7，轮轴7安装驱动齿轮8，驱动齿轮8连接齿条10，齿条10开设在输出轴3上，输出轴3上开设有沿输出轴3的轴向排列的第一凹槽11和第二凹槽12，第一凹槽11位于输出轴3的端部，输出轴3的另一端伸出壳体1外，壳体1上安装有两个位移式的第一位置传感器9，两个第一位置传感器9间的间距大于第一凹槽11和第二凹槽12间的间距，用第一位置传感器9的输出信号控制动力旋转机构的启停。

如图8、图9和图10所示，第一位置传感器9的具体结构为：在安装在壳体1上的套筒9-1内设有绝缘体9-2，绝缘体9-2中固定有相互分离的第一插针9-4和第二插针9-5，第一插针9-4和第二插针9-5均贯穿绝缘体9-2设置，绝缘体9-2的一端配装插座9-3、另一端连接第一弹簧9-7，第一弹簧9-7的另一端连接导电板9-6。第一插针9-4靠近导电板9-6的端部设有第一凸柱9-14，第二插针9-5靠近导电板9-6的端部设有第二凸柱，导电板9-6上设有第一凸起9-10和第二凸起9-11，第一凸柱9-14能与第一凸起9-10相接触，第二凸柱能与第二凸起9-11相接触，如此使得第一插针9-4和第二插针9-5均能接触到导电板9-6。导电板9-6的下方设置弹性隔膜9-15，弹性隔膜9-15的下方设置阀杆9-12和阀柱9-16，如图3所示，阀杆9-12上设有法兰盘9-19，套筒9-1的内壁上凸台9-18，凸台9-18沿套筒9-1的周向设置，法兰盘9-19能卡接在凸台9-18上。阀杆9-12上开设有空腔，空腔中安装阀柱9-16，阀柱9-16的上部伸出空腔设置，空腔中设有第二弹簧9-17，第二弹簧9-17的上端连接阀柱9-16、下端连接阀杆9-12。阀杆9-12的下端伸出套筒9-1设置，在阀杆9-12的下端安装滚珠9-13。

为了减轻轮轴7在工作过程中的硬性损伤，如图7所示，还在轮轴7上套装有轴套18，轴套18上套装有卷簧16，卷簧16的内端固定在轴套18中、外端设有弯钩17，蜗轮6上固定支架14，支架14上设有伸向弯钩17的凸爪15，轴套18上设有拨臂19，轮轴7上还固定有伸向拨臂19的拨爪20。还在导电板9-6上设有导向臂9-8，绝缘体9-2上设有导向槽9-9，导向臂9-8插装在导向槽9-9中。

本实用新型的工作过程如下：

将本执行机构的输出轴3连接在分动箱内的离合器上。当车辆需要分动箱处在2L档位时，车辆的中控系统检测第一位置传感器9的信号，如果检测位置信号不对应2L档位，则控制电机2按第二位置传感器的转向运行，将输出轴3回缩，改变两个第一位置传感器9相对于第一凹槽11和第二凹槽12的位置。当第一位置传感器9位于第一凹槽11或第二凹槽12处时，滚珠9-13端具有较大空间，导电板9-6就会在第一弹簧9-7的自身弹力作用下，推动导电板9-6、阀柱9-16和阀杆9-12向滚珠9-13方向移动，第一凸起9-10则会断开与第一凸柱9-14的连接，第二凸起9-11也会断开与第二凸柱的连接，第一插针9-4和第二插针9-5间就会输出常开信号。而当第一位置传感器9移出第一凹槽11或第二凹槽12处时，滚珠9-13端的空间变小，滚珠9-13就会受到沿阀杆9-12轴向的挤压力，依次推动阀杆9-12、第二弹簧9-17和阀柱9-16，使阀柱9-16向导电板9-6侧移动，通过弹性隔膜9-15推动导电板9-6，导电板9-6将克服第一弹簧9-7的弹力向绝缘体9-2侧移动，使得第一凸起9-10与第一凸柱9-14相接通，第二凸起9-11与第二凸柱相接通，此时第一插针9-4和第二插针9-5间输出常闭信号。如此改变第一位置传感器9输出的开关量状态，与2L档位的信号相一致时，电机2停转，输出轴3将分动箱切换至2L档位，使输入分动箱的动力仅传递到前桥上。

如果车辆需要运行在4L档位时，车辆的中控系统则接通电机2的电源，带动蜗杆13旋转，通过蜗轮6带动驱动齿轮8转动，第一输出轴3伸出，伸出至第一位置传感器9的信号与4L档位对应信号相一致时，电机2停转，输出轴3将离合器切换至分动箱的4L档位上。在上述电机2转动的过程中，凸爪15通过弯钩17带动卷簧16一同旋转，拨臂19和拨爪20也一同旋转；当电机2停转时，卷簧16仍具有一定转动惯性，使其内端与外端以及拨臂19仍沿原方向转动，拨爪20阻挡拨臂19，使得卷簧16蓄能，吸收轮轴7的硬性惯性，利于延长轮轴7的使用寿命。

如果车辆需要运行在4H档位时，车辆的中控系统则继续接通电机2的电源，带动输出轴3继续伸出，自动将分动箱切换到4H档位。

上述实施例中，除采用电机2作为动力旋转机构外，还可采用其它能够做旋转运动的其它装置，只要能够提供旋转动力即可，对其结构不做具体要求。同理，除采用上述蜗杆13与蜗轮6构成的减速器外，还可以采用具有减速功能的齿轮系，只要能将电机2的高转速降低为较慢的低转速即可，同样对其具体结构不做具体要求。除采用弹簧作为第一弹性体和第二弹性体外，也可以采用橡胶体等具有弹性的部件。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动切换分动箱档位的执行机构，包括壳体，壳体上安装动力旋转机构，壳体内设置减速器，动力旋转机构的转轴连接减速器，减速器的输出端连接驱动齿轮，驱动齿轮连接齿条，齿条开设在输出轴上，其特征在于：输出轴上开设有沿输出轴的轴向排列的第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽位于输出轴的端部，输出轴的另一端伸出壳体外，壳体上安装有两个位移式的第一位置传感器，两个第一位置传感器间的间距大于第一凹槽和第二凹槽间的间距，第一位置传感器的输出信号控制动力旋转机构的启停；

所述减速器连接第二位置传感器，第二位置传感器控制动力旋转机构的转动方向。

2.根据权利要求1所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述减速器包括安装在转轴的蜗杆，蜗杆上配装蜗轮，蜗轮中固定轮轴，驱动齿轮固定安装在轮轴上。

3.根据权利要求2所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述轮轴上还安装有缓冲装置，缓冲装置包括套装在轮轴上的轴套，轴套上套装有卷簧，卷簧的内端固定在轴套中、外端设有弯钩，蜗轮上固定支架，支架上设有伸向弯钩的凸爪，轴套上设有拨臂，轮轴上还固定有伸向拨臂的拨爪。

4.根据权利要求2所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第二位置传感器包括设置在蜗轮上的导电滑道，壳体上固定电刷，电刷能接触在导电滑道上。

5.根据权利要求1至4任一所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述第一位置传感器包括安装在壳体上的套筒，套筒内设有绝缘体，绝缘体中固定有相互分离的第一插针和第二插针，第一插针和第二插针均贯穿绝缘体设置，绝缘体连接第一弹性体，第一弹性体的另一端连接导电板，第一插针和第二插针均能接触到导电板，导电板连接移动机构，移动机构的另一端伸出套筒设置。

6.根据权利要求5所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述移动机构包括阀杆，阀杆上设有法兰盘，套筒的内壁上凸台，凸台沿壳体的周向设置，法兰盘能卡接在凸台上。

7.根据权利要求6所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述阀杆上开设有空腔，空腔中安装阀柱，阀柱伸出空腔设置，空腔中设有第二弹性体，第二弹性体一端连接阀柱、另一端连接阀杆，阀杆的端部安装有滚珠。

8.根据权利要求5所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述导电板和移动机构之间设有弹性隔膜。

9.根据权利要求5所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述绝缘体上还配装插座，插座中设有贯通插座顶壁的内腔，第一插针和第二插针伸入内腔中。

10.根据权利要求5所述的自动切换分动箱档位的执行机构，其特征在于：所述导电板上设有导向臂，绝缘体上设有导向槽，导向臂插装在导向槽中。

Images