TWI402187B - Vehicle power switching device - Google Patents

Description

車輛之動力切換裝置

本發明是有關於一種動力切換裝置，特別是指一種車輛之動力切換裝置。

參閱圖1，為US7018317美國發明專利案之「傳動系統」，該傳動系統包括一控制盒100、一由該控制盒100控制並連動的第一撥叉102、一輸入軸11(或稱主動軸)、一輸出軸12(或稱從動軸)、一可連結該輸入軸11與輸出軸12的滑塊13(或稱耦接器)，及一受該輸出軸12連動且可供一左輪軸15與一右輪軸16連接的差速器14，其中，該滑塊13設置於在該輸出軸12上而形成二輪驅動位置，該滑塊13移動至該輸入軸11與輸出軸12之間而形成的四輪驅動位置，進而使該車輛可切換動力而形成二輪驅動狀態及四輪驅動狀態。

一般車輛在行駛時，是藉由該差速器14而使該左輪軸15與右輪軸16的轉速不同而便於轉彎，當該車輛陷入沙地或泥濘路面時，不同轉速的左輪軸15與右輪軸16較不易脫離沙地或泥濘路面，此時，需藉由調整該差速器14於鎖住狀態而不產生差速作用，使動力能夠平均於該左輪軸15與右輪軸16，進而使該車輛能夠脫離沙地或泥濘路面而順利行駛。

進一步說明，該傳動系統之二輪驅動狀態與四輪驅動狀態是由該控制盒100帶動該第一撥叉102與滑塊13，使該滑塊13在二輪驅動位置與四輪驅動位置間移動，另外，欲使該差速器14於鎖住狀態而不產生差速作用時，須藉由另一驅動器(圖未示)進行控制，在切換的過程中，該驅動器可拉動如圖1所示之鋼索144而帶動鎖住軸141向下移動，使設置在該鎖住軸141上的第二撥叉142帶動該滑塊143移動，使該滑塊143套設於該左輪軸15上，此時，該車輛的動力能夠經由該輸入軸11、輸出軸12而傳動至該左輪軸15，使該左輪軸15與右輪軸16不產生差速作用。

承上述，該傳動系統的設計，仍具有以下的缺點：

1.控制方式複雜：

該車輛之鎖住狀態須利用驅動器(圖未示)來拉動該鋼索144，藉以透過該鎖住軸141、第二撥叉142而連動該滑塊143套設該左輪軸15而不產生差速作用，而該車輛之二輪、四輪驅動狀態又須利用該控制盒100控制切換該滑塊13移動，造成該動力切換的控制方式較為複雜。

2.整體性不佳：

由於習知之滑塊143僅能夠於輸出軸12上形成二輪驅動位置，以及於輸出軸12與輸入軸11之間形成四輪驅動位置，而不具有鎖住位置，造成該車輛動力切換的設計結構整體性不佳。

因此，本發明之目的，即在提供一種可簡化控制方式的車輛之動力切換裝置。

於是，本發明車輛之動力切換裝置，該車輛具有引擎及動力切換裝置，該動力切換裝置包含一動力傳遞單元，及一驅動單元，該動力傳遞單元包括一受該引擎動力所帶動而旋轉的輸入軸、一與該輸入軸相間隔的輸出軸、一可於該輸入軸與輸出軸上移動的第一滑塊、一受該輸出軸連動的差速器、一連接在該差速器上的輪軸，及一可於該輪軸與該差速器之軸筒上移動的第二滑塊，其特徵在於：該驅動單元包括一可令該第一滑塊與第二滑塊移動的控制盒、一受該控制盒帶動的移動桿、一供該移動桿插設的主動桿、一與該主動桿相間隔的推動桿、一供該推動桿穿設的套筒、一設置在該主動桿上且套設於該套筒上的撥移件、一套設在該套筒上且連動該第一滑塊的第一撥叉，及一受該推動桿推移連動的連動器，該第一滑塊位於輸入軸上而形成一個二輪驅動位置，藉由該控制盒可控制該撥移件推動該套筒移動，以使該第一撥叉帶動該第一滑塊移動進而連結於該輸入軸與該輸出軸的一個四輪驅動位置，並且可控制該第一滑塊連結該輸入軸與該輸出軸而使該第一滑塊較二輪驅動位置更靠近該差速器，且同時該第二滑塊連結於該差速器之軸筒與該輪軸的一個鎖住位置，使得該輪軸不產生差速。

本發明之功效在於，藉由該第一滑塊設置於該輸入軸上而形成二輪驅動位置，且於輸入軸與輸出軸上形成四輪驅動位置或鎖住位置，進而可利用同一驅動單元之控制盒控制該第一滑塊可於該輸入軸與輸出軸上形成前述三種不同動力的切換狀態，藉此可簡化該驅動單元的控制方式， 並使該動力切換裝置的整體性設計更佳。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中；將可清楚的呈現。

參閱圖2、3，為本發明車輛之動力切換裝置的較佳實施例，該車輛具有一引擎201、二連接該引擎201的傳動軸202、203，及一受該引擎201之動力傳動而可將動力傳遞至車輛之後輪的變速箱204，該動力切換裝置包含一動力傳遞單元3，及一驅動單元4。

該動力傳遞單元3包括一受該引擎201動力而透過該傳動軸202帶動而旋轉的輸入軸31、一與該輸入軸31相間隔的輸出軸32、一可於該輸入軸31與輸出軸32上移動的第一滑塊33、一受該輸出軸32連動的差速器34、一連接在該差速器34上的輪軸35，及一可於該輪軸35與該差速器34之軸筒341上移動的第二滑塊36，在本實施例中，該輪軸35如圖2所示為前輪軸，當然，該輪軸35亦可為後輪軸，而將該差速器34設置於該車輛之後輪軸上實施，所以並不以本實施例所侷限。

續參閱圖3，該第一滑塊33具有第一內齒部331，該第二滑塊36具有一第二內齒部361，該輸入軸31具有一第一外齒部311，該輸出軸32具有一第二外齒部321，該差速器34之軸筒341具有一第三外齒部342，該輪軸35具有一第四外齒部351，其中，該第一滑塊33之第一內齒部331 可結合於該第一、二外齒部311、321，該第二滑塊36之第二內齒部361可結合於該第三、四外齒部342、351。

該差速器34還具有一環設在該軸筒341外周緣且與該輸出軸32之驅動傘齒輪322互相嚙合的環狀傘齒輪343、一穿置該軸筒341的中央軸344、二分別設置於該中央軸344兩端的連接傘齒輪345，及二分別位於該中央軸344兩側且與所述連接傘齒輪345互相嚙合的邊傘齒輪346。

參閱圖3、4，該驅動單元4包括一可令該第一滑塊33與第二滑塊35移動的控制盒41、一受該控制盒41帶動的移動桿42、一供該移動桿42插設的主動桿43、一與該主動桿43相間隔的推動桿44、一供該推動桿44穿設的套筒45、一設置在該主動桿43上且套設於該套筒45的撥移件46、一套設在該套筒45上且連動該第一滑塊33的第一撥叉47、一受該推動桿44推移連動的連動器48、一套設在該套筒45且可推抵該第一撥叉47的第一彈簧49、一供該推動桿44穿設的擋壁401、一套設在該推動桿44末端且靠抵在該擋壁401與推動桿44之間的第二彈簧49’，及一蓋設在該擋壁401上的封蓋402，在本實施例中，該控制盒41是利用步進馬達(圖未示)推動該移動桿42移動，在此不再詳加贅述。

續參閱圖3，該連動器48具有一供該推動桿44推抵移動的鎖住軸481、一套設在該鎖住軸481上且連動該第二滑塊36的第二撥叉482、一套設在該鎖住軸481上且能夠推抵該鎖住軸481的第四彈簧483，及一套設在該鎖住軸481 上且能夠推抵該第二撥叉482的第三彈簧484。

依據上述之結構，當該車輛處於如圖3所示之二輪驅動狀態時，該第一滑塊33是位於一個二輪驅動位置而套設在該輸入軸31上，且該控制盒41尚未驅動該第一撥叉47連動該第一滑塊33移動，此時，該輸入軸31與該輸出軸32是間隔分離而不連動，該引擎201傳動該傳動軸202旋轉，使該輸入軸31轉動而使車輛處於二輪驅動狀態。

當該車輛欲切換至如圖5所示之四輪驅動狀態時，該控制盒41會驅動如圖4所示之移動桿42移動，使該撥移件46被連動而推抵該套筒45，使該套筒45往該鎖住軸481的方向移動，同時，該第一彈簧49會藉由本身的彈性恢復力推抵該第一撥叉47往該撥移件46靠抵移動，並帶動該第一滑塊33連結在該輸入軸31與該輸出軸32，使該第一滑塊33位於一個四輪驅動位置，而使車輛處於四輪驅動狀態。值得一提的是，利用該第一彈簧49的彈性恢復力使該第一滑塊33被帶動具有向該輸出軸32移動的推力，進而能夠使轉動中之第一滑塊33的第一內齒部331能夠與靜止之輸出軸32的第二外齒部321相配合而嚙合在一起，進而使該第一滑塊33同時連結於該輸入軸31與輸出軸32，有利於該輸入軸31的動力能夠順利傳送至該輸出軸32而同步轉動。

當該車輛為四輪驅動狀態且欲控制該差速器34如圖6所示不產生差速作用時，並請參閱圖4，該控制盒41會持續驅動該移動桿42移動，該移動桿42令撥移件46帶動該 套筒45移動，而該第一撥叉47再被該第一彈簧49推抵而帶動該第一滑塊33移動至連結該輸入軸31與該輸出軸32的一個鎖住位置，該鎖住位置的第一滑塊33較二輪驅動位置更靠近該差速器34，此時，該套筒45會被該撥移件46推抵而往該推動桿44推移，使該推動桿44推移該鎖住軸481而使該鎖住軸481向下移動，在此同時，該第四彈簧483會被該鎖住軸481擠壓，且該第三彈簧484會利用本身的彈性恢復力推抵該第二撥叉482，進而使該第二滑塊36連結在該軸筒341與輪軸35上，藉此將該引擎21的動力經由輸入軸31、輸出軸32之驅動傘齒輪322、環狀傘齒輪343、軸筒341而傳動至該輪軸35。

當該車輛於如圖6所示之鎖住狀態欲恢復如圖5所示之四輪驅動狀態時，並參閱圖4，該控制盒41會驅動該移動桿42反向移動，由於該套筒45不再推抵該推動桿44，進而使該第二彈簧49’以本身的彈性回復力推抵該推動桿44而往遠離該鎖住軸481的方向移動，在此同時，該第四彈簧483亦會以本身的彈性恢復力而將該鎖住軸481向上推抵，進而使該第一滑塊33與第二滑塊36能夠迅速回復至如圖5所示之位置。

藉由上述之設計，藉由該第一滑塊33設置於該輸入軸31上而形成二輪驅動位置，且於輸入軸31與輸出軸32上形成四輪驅動位置或鎖住位置，進而可利用同一驅動單元4之控制盒41控制該第一滑塊33可於該輸入軸31與輸出軸32上形成前述三種不同動力的切換狀態，藉此可簡化該驅 動單元的控制方式，並使該動力切換裝置的整體性設計更佳。

另外，利用該第一彈簧49的彈性恢復力，可使該第一滑塊33順暢確實套設在輸入軸31與輸出軸32上，而且，該第三彈簧484的設置亦可使該第二滑塊36順暢確實套設在該軸筒341與輪軸35上，另外，藉由該第二彈簧49’與第四彈簧483能夠分別推抵該推動桿44與鎖住軸481，使該推動桿44能夠迅速順利地由圖6所示之車輛鎖住狀態切換至圖5所示之車輛四輪驅動狀態，藉以提高第一、二滑塊33、36移動的順暢性，並使其動力切換更為確實。

綜上所述，藉由該第一滑塊33設置於該輸入軸31上而形成二輪驅動位置，且於輸入軸31與輸出軸32上形成四輪驅動位置或鎖住位置，進而可利用同一驅動單元4之控制盒41控制該第一滑塊33可於該輸入軸31與輸出軸32上形成前述三種不同動力的切換狀態，藉此可簡化該驅動單元4的控制方式，並使該動力切換裝置的整體性設計更佳，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

201．．．引擎

202、203．．．傳動軸

204．．．變速箱

3．．．動力傳遞單元

31．．．輸入軸

311．．．第一外齒部

32．．．輸出軸

321．．．第二外齒部

322．．．驅動傘齒輪

33．．．第一滑塊

331．．．第一內齒部

34．．．差速器

341．．．軸筒

342．．．第三外齒部

343．．．環狀傘齒輪

344．．．中央軸

345．．．連接傘齒輪

346．．．邊傘齒輪

35．．．輪軸

351．．．第四外齒部

36．．．第二滑塊

361．．．第二內齒部

4．．．驅動單元

41．．．控制盒

42．．．移動桿

43．．．主動桿

44．．．推動桿

45．．．套筒

46．．．撥移件

47．．．第一撥叉

48．．．連動器

481．．．鎖住軸

482．．．第二撥叉

483．．．第四彈簧

484．．．第三彈簧

49．．．第一彈簧

49’．．．第二彈簧

401．．．擋壁

402．．．封蓋

圖1是一部分剖視圖，說明現有之傳動系統；圖2是一部分側視圖，說明本發明車輛之動力切換裝 置的較佳實施例；圖3是一部分剖視圖，說明該較佳實施例之滑塊在二輪驅動位置的態樣；圖4是一部分剖視圖，說明該較佳實施例之驅動單元的結構關係；圖5是一部分剖視圖，說明該較佳實施例之滑塊在四輪驅動位置的態樣；及圖6是一部分剖視圖，說明該較佳實施例之滑塊在鎖住位置的態樣。

3．．．動力傳遞單元

31．．．輸入軸

311．．．第一外齒部

32．．．輸出軸

321．．．第二外齒部

322．．．驅動傘齒輪

33．．．第一滑塊

331．．．第一內齒部

34．．．差速器

341．．．軸筒

342．．．第三外齒部

343．．．環狀傘齒輪

344．．．中央軸

345．．．連接傘齒輪

346．．．邊傘齒輪

35．．．輪軸

351．．．第四外齒部

36．．．第二滑塊

361．．．第二內齒部

4．．．驅動單元

41．．．控制盒

44．．．推動桿

45．．．套筒

46．．．撥移件

47．．．第一撥叉

48．．．連動器

481．．．鎖住軸

482．．．第二撥叉

483．．．第四彈簧

484．．．第三彈簧

49．．．第一彈簧

49’．．．第二彈簧

401．．．擋壁

402．．．封蓋

Claims (9)

1. 一種車輛之動力切換裝置，該車輛具有引擎及動力切換裝置，該動力切換裝置包含一動力傳遞單元，及一驅動單元，該動力傳遞單元包括一受該引擎動力所帶動而旋轉的輸入軸、一與該輸入軸相間隔的輸出軸、一可於該輸入軸與輸出軸上移動的第一滑塊、一受該輸出軸連動的差速器、一連接在該差速器上的輪軸，及一可於該輪軸與該差速器之軸筒上移動的第二滑塊，其特徵在於：該驅動單元包括一可令該第一滑塊與第二滑塊移動的控制盒、一受該控制盒帶動的移動桿、一供該移動桿插設的主動桿、一與該主動桿相間隔的推動桿、一供該推動桿穿設的套筒、一設置在該主動桿上且套設於該套筒上的撥移件、一套設在該套筒上且連動該第一滑塊的第一撥叉，及一受該推動桿推移連動的連動器，該第一滑塊位於輸入軸上而形成一個二輪驅動位置，藉由該控制盒可控制該撥移件推動該套筒移動，以使該第一撥叉帶動該第一滑塊移動進而連結於該輸入軸與該輸出軸的一個四輪驅動位置，並且可控制該第一滑塊連結該輸入軸與該輸出軸而使該第一滑塊較二輪驅動位置更靠近該差速器，且同時該第二滑塊連結於該差速器之軸筒與該輪軸的一個鎖住位置，使得該輪軸不產生差速。
2. 依據申請專利範圍第1項所述車輛之動力切換裝置，其中，該驅動單元還包括一套設在該套筒上且可推抵該第一撥叉的第一彈簧。
3. 依據申請專利範圍第1項所述車輛之動力切換裝置，其中，該連動器具有一供該推動桿推抵移動的鎖住軸，及一套設在該鎖住軸上且連動該第二滑塊的第二撥叉。
4. 依據申請專利範圍第3項所述車輛之動力切換裝置，其中，該連動器還具有一套設在該鎖住軸上且能夠推抵該第二撥叉的第三彈簧。
5. 依據申請專利範圍第3項所述車輛之動力切換裝置，其中，該驅動單元還具有一供該推動桿穿設的擋壁、一套設在該推動桿末端且靠抵在該擋壁與推動桿之間的第二彈簧，及一蓋設在該擋壁上的封蓋，該連動器還具有一套設在該鎖住軸上且能夠推抵該鎖住軸的第四彈簧。
6. 依據申請專利範圍第1項所述車輛之動力切換裝置，其中，該第一滑塊具有第一內齒部，該第二滑塊具有一第二內齒部，該輸入軸具有一第一外齒部，該差速器之軸筒具有一第三外齒部，其中，該第一滑塊之第一內齒部可與該第一外齒部相結合，該第二滑塊之第二內齒部可與該第三外齒部相結合。
7. 依據申請專利範圍第6項所述車輛之動力切換裝置，其中，該輸出軸具有一第二外齒部，該第一滑塊之第一內齒部可結合於該第一、二外齒部。
8. 依據申請專利範圍第6項所述車輛之動力切換裝置，其中，該輪軸具有一第四外齒部，該第二滑塊的第二內齒部可結合於該第三、四外齒部。
9. 依據申請專利範圍第1或8項所述車輛之動力切換裝置 ，其中，該輪軸為前輪軸，且該車輛還具有一連接該引擎且可將該引擎之動力傳動至該輸入軸的傳動軸。