TW201104106A - Block mounted lock-out mechanism - Google Patents

Description

201104106 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種塊套式鎖定機構，其包括一用於差 速器之塊套式鎖定機構。 【先前技術】 一種類型之差速齒輪機構可通常稱作「鎖定差速器」。 詳言之，-種類型之鎖定差速器可稱作「機械鎖定」器 (獄hanical locker)」（亦即與液壓致動或電磁致動相 反’鎖定功能回應於操作機械裝置而出現之鎖定差速器）。 習知鎖定差速器可利用鎖定機構（例如飛輪機構）來引發 差速離合器鎖死（u^up)’M該鎖定機構係經組態以延 遲凸輪板相對於差動輸人（例如環齒輪及差速器箱）旋轉。 利用鎖定機構引發離合器唾合之鎖定差速器可根據美國專 7 第 3，_，8〇3號、第 5,484,347 號及第 6,3i9，i66 號中任一 :多者之教示而製成，肖等專利皆讓渡於本發明之受讓人 且係以引用的方式併入本文中。儘管此等專利已以引用之 方^并入，但本發明不僅限於根據所提及專利之教示製成 之鎖定差速器。 慣常地，鎖定機構可安裝於差速器箱上。雖然箱式安 .裝之鎖錢構具有廣泛商㈣途且提供^夠之效能特徵， 但可能需要避免將鎖定機構安裝於差速器箱上。舉例而 :’鎖錢構之習知箱式安裝需要套管及相關鑽孔操作， 增加複雜性及生產成本。其次，機械加工及裝配該差 201104106 速器箱使其組態以容納鎖 定機構需要增加資本化 【發明内容】 本發明提供-種差速器，其包括—第一側齒輪及一第 二側齒輪及一安置於該第—側齒輪與該第二側齒輪之間的 反作用塊。該差.速器進-步包括：1合機構，其經組態 以使該响合機構之至少一部分可自—縮回位置移動至一延 伸位置鎖；t機構，其經組態以嗜合㈣合機構之該 部分》該鎖定機構係安裝至該反作用塊。 本發明亦提供-種用於差速器之反作用塊，其包括一 唾合機構及-鎖定機構，其中該鎖定機構係安裝於該反作 用塊上。㈣合機構包含至少—飛輪部件，當預定量之差 速作用提供時，其組態為向外延伸，且該鎖定機構包含一 掣爪’其組態以容納該至少一個飛輪部件且至少部分地控 制該°齒合機構的移動。 2發明之具有塊套式鎖定機構（例如安裝至反作用塊 之鎖定機構）t差速器可消除箱式安裝鎖定機構所需之習 套g及相關鑽孔操作，且可使機械加卫及裝配差速器箱 較為簡易且成本較低。 【實施方式】 現將詳細參考本發明之具體實例，其實施例描述於本 文中且在隨附圖式中加以說明。雖然本發明將連同具體實 例-起描㉛’但應瞭解其不意欲將本發明限於此等具體實 201104106 例。相反地，本發明意欲涵蓋替代物、修改物及等效物， 其可包括於如隨附申請專利範圍所體現之本發明的精神及 範内。 圖1為大體上展現熟習此項技術者所知之某些操作、 特徵及/或教示的機械鎖定差速器1〇之分解圖。差速器1〇 經組態以使機動車上之兩個輪以不同速度運行且維持自由 差速作用。然而，若一個輪開始滑動，則傳動轴可自動地 且完全地左右鎖定’從而向兩個輪提供全㈣。差速器10 包括箱12。箱12可包括第一端（例如凸緣端）η及 相對端（例如鐘型端彳$、 ^ t * 、 ^ 15)。相12可經組態以界定齒輪腔室 谷納差速器10之各種其他組件。向差速器10輪入扭矩 可藉助於輸入齒輪（例如環齒輪）（圖中未示 ^ 齒輪可藉由此項技術中習知之任何構件，包仃。輸入 複數個螺釘，附接至γ 但不限於 輸入小齒輪（圖中未-(例如環齒輪）可與 收來自車輛傳動系統(vehlcledrlvellne)之 差速器10可進-步包括安置於箱心：動扭矩。 差速齒輪組。詳+夕 齒輪腔室中之 止推塾片⑺可包括兩個側齒輪U、16、 兩個小齒輪22、24、一 ！冰 =轴）“及-小齒輪轴鎖定螺桿2:輪車由（例如 =地安裝於小齒輪轴2…小齒 齒輪：、24可旋 中習知之任何構件連接至箱12。小 可精由此項技術 Γ 12之齒輪腔室中的差速齒輪二輪二可包含安置 22 '24可與側齒輪14 '齒輪。小齒輪 °。側齒輪14、16包含安置 6 201104106 於箱12之齒輪腔室中的差速齒輪組之輸出齒輪。舉例而 吕，側齒輪U、16可與機動車之—對車軸（圖中未示）呈 t鍵式喷合。箱12可包括在箱12之相對端上之環狀敎部 》29,其經組態以圍繞該等車轴。典型地，將軸承組（圖 中未不）安裝於較部分29上以為差速齒輪機構提供旋轉支 撐0 在車輛正常向正前方運行期間，左車轴與右車轴之間 可能存在有限差速作用（例如’實f上無差速作用），且^ 齒輪22、24可能不相對於小齒輪軸26旋轉。因此，箱12、 小，輪22、24 '側齒輪14、16及車轴（圖中未示）作為實 體單元全部圍繞車軸之旋轉軸（A)旋轉。在某些運行狀態 :’諸如當車輛轉向時’側齒輪14、16之間可能存在—定 董之f速作用，最多為預定量之速度差。高於該預定量（例 如’局於側齒輪14、16之間、約1〇〇RpM的差值）時，可能 需要延遲各側齒於 1 , W ω輪箱1 2之間的相對旋轉， 以防止車軸之間出現過量之差速作用。 销死轴之間的差速作用’差速器1G可裝備有用於 鎖死差速齒輪4且夕蚀,, 、、鎖死構件及用於致動鎖死構件之致動構 件。舉例而言，禮 ^ 、成死構件可包含離合器組合件（clutch pack) ·3ϋ、32。离隹人哭二人 r y Q。。、、，δ件30可包含凸緣端離合器組合件3〇 · 了位於相12之&缝 端離合器組合件32 。離合器組合件32可包含鐘型 術中所知，離合^Λ位於箱12之鐘型端15 °如此項技 及複數個外部離八:.δ件30可包括複數個内部離合器圓盤 口器圓盤。内部離合器圓盤可包括徑向向 201104106 外延伸之耳狀物」。該等「耳狀物」可配合於差速器箱j 2 中之導孔中。因此，内部離合器圓盤可隨箱12轉動。外部 離合器圓盤可包括花鍵（例士口，包括複數個外部離合器圓 盤中每一者之内部杈向表面上之齒狀物）。外部離合器圓盤 上之花鍵可經組態以與側齒輪14、16之外部花鍵嚙合。因 此，外部離合器圓盤可隨車軸及/或輪轉動。 鎖死構件可進一步包括離合器凸輪板34及波形彈簧 36 ^如此項技術中所知，離合器凸輪板34可經組態以影響 離合器組合件30自脫嚙狀態向嚙合（例如「負載」）狀態 移動。在嚙合（例如「負載」）狀態下，離合器組合件％ 可有效延遲箱12與側齒輪14之間的相對旋轉，因此延遲 4 'J齒輪14 1 6之間的差速作用及/或使側齒輪14、1 6之間 的差速作用降至最低。離合器凸輪板34可界定徑向向外延 伸之外表面上之一組外齒。離合器凸輪板34亦可界定具有 複數個凸輪延起線之凸輪表面。侧齒輪14亦可界定具有複 數個凸輪延起線的凸輪表面及複數個掣子經機械加工至凸 輪表面（例如，側齒輪14之背面）。側齒輪14上之凸輪延 起線可與離合器凸輪板34上之凸輪延起線對應。側齒輪14 上之配合掣子可防止離合器凸輪板34傾斜直至向離合器凸 輪板34之外齒施加預定扭矩為止。因此，在車輛正常向正 前方運行期間（例如，幾乎不存在差速作用），側齒輪14 之凸輪表面與離合器凸輪板34之凸輪表面保持中立位置 j亦即未傾斜），同時離合器凸輪板34與側齒輪14以相同 旋轉速度旋轉。藉由延遲凸輪離合器板34相對於側齒輪14 8 201104106 之旋轉（例如，藉由向離合器凸輪板34之外齒施加扭矩）， 離合器組合件30可能由於側齒輪14之凸輪表面與離合器 凸輪板34之凸輪表面「傾斜」而移動。當離合器凸輪板μ 方疋轉離開側齒輪14上之掣子時，離合器凸輪板34上之凸 輪延起線嚙合側齒輪14背面上之凸輪延起線。當離合器凸 輪板34繼續旋轉時，其朝向側齒輪14軸向移動且向離合 器組合件30施加壓力。波形彈簧36經組態以向離合器凸 輪板34施加壓力，以試圖將離合器凸輪板34維持於掣止 位置上（亦即，以致離合器凸輪板34上之凸輪延起線與側 輪14走面上之凸輪延起線不。齒合）。因此’離合器凸輪 板34軸向移動所致之軸向壓力須足夠強以使離合器凸輪板 34對抗由波形彈簧36所施加之壓力移動。 用以致動鎖死構件之致動構件38可經利用以延遲離合 器凸輪板34相對於側齒輪14之旋轉。舉例而言，致動構 件38可包含嚙合機構4〇及鎖定機構42。現參考圖2,其 說月、、二裝配之機械鎖定差速器，嚙合機構40可包含一差 速調速器。嚙合機構4〇可安裝於箱12内以圍繞其自身軸 旋轉。嚙合機構40可包括複數個（例如2個）彈簧負載型 飛輪44。飛輪44可包含圓筒形飛輪”齒合機構4〇可進— 步包括外部齒輪傳動部分46,其與離合器凸輪板34之外齒 嗜合。飛輪44可®繞經定向大體上平行於旋轉車由（A)之 軸旋轉。飛輪44可各界定可回應於預定程度之差速作用自 鈿回位置移動至延伸位置之停止表面。飛輪44亦可界定大 體上與飛輪44旋轉所圍繞之軸平行且間隔分離之枢轴。飛 201104106 輪44之停止表面大體上相對於拖轴安置。 ^輪44可經由用作彈箸負載型錐形離 飛輪44與鎖定機構42 (例如問托）之。盘人 衝㈣ 搞接至外部齒輪傳動部分46。致動構件端帽48、5。 可包含閃托。鎖定機構42(例如_可包括=冓， 在運行期間，若車軸之間開始出 .兩個輪之間在，、#洚兰、 差速作用（例如’ 可開ΓΗ: 則側齒輪14與離合器凸輪板Μ 機構40 Η二、相12之速度不同之速度旋轉，從而使喷合 :開：繞其軸旋轉，喷合機構 ^離心力可使飛輪44向外移動。當各輪之間的速产差 二广於約⑽㈣時，喃合機構4〇之飛輪44上；能 離心力以克服定心⑷4且打開(例如，移出)。 機二2 外移動直至飛輪44之一個停止表面唾合鎖定 如閃托)上之擎爪52為 IS與離，當响合機構4〇停止旋轉時，齒輪傳動部分 。益凸輪板34上之外齒的嚙合會使離合器 相同之速度（其不同於側齒輪U之旋轉速度） 疋轉’從而引起傾斜，且初始化離合器組合件3〇之喃合。 換言之’停止之飛輪44可使齒輪傳動部分46旋轉離合器 &輪板34離開其掣止位置，從而引發傾斜作用及鎖死。當 離合器凸輪板34抵靠側齒輪14傾斜時，傾斜增加直至兩 個車轴以相同速度轉動（例如完全鎖定）為止，其可防止 進-步輪滑動。當在低於100 RPM之差速下感測到輕微杻 矩反向時（例如’當車輛正向前方運行且左右存在實質上 10 201104106 相等之牽引力或在原始鎖定相反之方向上存在輕 (亦即差速）時），差过動 B、 u 差速益10可在低於、約2〇mph (例如32 kph)之速度下解鎖。 鎖定機構42 (例如門虹、| i h 托）可具有安全特徵，該特徵經 使山於約2〇_ (例如約32kph)《速度下擺 動超出唾合機構4〇之飛輪44可達距離，以防止出現鎖：。 因此，安全特徵允許僅在低車輛速度下鎖死，因為在較高 速度下鎖死將對駕駛產生顯著不利影響。鎖定之差速器具 有驅使車輛向前且對抗轉彎之趨勢。 差速器1G可進—步包括反作用塊或止推塊％。反作用 鬼可m乂在離合器凸輪板34傾斜且開始朝向相對 ::輪1"由向移動時在其間提供軸向連桿，以向位於差速 益相12之4里型端15之離合器組合件32施加離合壓力。來 自側齒輪14之力可經由反作用& 56傳遞至另一側齒輪 16,该側齒輪16將力傳遞至離合器組合件32。同樣，來自 側齒輪16之力可經由反作用塊56傳遞至另一側齒輪14, '輪丨4將力傳遞至離合器組合件3 0。因此，兩個側齒 可凡全鎖定至差速器箱丨2 ,可將兩個車軸及其相 :輪及：胎鎖定於一起以提供最大牵引力。反作用塊乂可 女置於相12内且可包括-或多個開孔以容納小齒輪軸26。 ^本發明可實質上等同於且功能上等效於本文所述之鎖 疋差速器，例外為致動構件38及反作用塊56可能經修改。 、冓件38可安裝至反作用塊56。現參考圖3-4，說明用 於機械鎖定差速器中之根據本發明教示之塊套式鎖定機構 201104106 42。反作用塊56可包括一 之突出物58、6〇ΰ突 1多個位於反作用塊56之1 上（亦即實質上彼此办58' 6〇中之每-者可在相同方向 參考圖4，突出物58、T向外延伸而遠離反作用塊56。 括安置於其間之開σ /Ο可相對於彼此相對定位，且可包 括開孔62(圖3中所說^出物58、60令之每-者均可包 之最向外區域定位。舉〜開孔62可朝向突出物58 ' 60 突出物58、60可|右而$，在本發明之—具體實例申， 可緊鄰三角形突出物大體上或實質上三角形，且開孔62 4? -Ύ i 項點定位。再參考圖4，鎖定機椹 42可包括軸64。鎖定嫵 貞疋核構 機構42之軸64可經έ且能以立吳认 作用塊50之突出物5 丄、，且心以女置於反 6 0之開孔6 2中。錯宏地槐」0 包括掣爪52。鎖定機椹“ 鎖疋機構42可 疋機構42可與嚙合機構 現參考圖3，嚙合機構扣^在"准持柘接關係。 怵稱40包括臂66，其經 或附接至鎖定機構42。 、、、心乂連接及/ 、㈤从# 本文所述’。齒合機構40可經組離 以圍，，堯其自身軸旋轉，且 〜、

自縮回位置移動至延伸位 ^ J 延伸位置以與鎖定機構42上之掌爪52 。齒合之4止表面的飛輪。 鎖定機構42係與反作用#， 作用塊56組合（例如直接連接） 以形成單個次總成’從而有益於總體裝配製程。鎖定機構 42不直接連接至及/或安步2益 义女忒至相12。鎖定機構42與反作用 塊之組合可提供若干有益改良。尤其，將鎖定機構42安裝 於反作用塊56上可消除套管（例如轴箱式套管（shaft t0 case bushing))之必要性。相反’現參考圖Μ，當將鎖定 機構42安裝於箱12上時’鎖定機構芯之軸與箱12之間 12 201104106 需要套管68。此外，根據本發明將鎖定機構42安裝於反作 用塊56上可消除箱丨2中之相應經機械加工之套管~孔、7〇, 以及其他相關的裝配及機械加工人工及工具。相反，再參 考圖將鎖定機構42安裝於箱12上另外需要經機械加 工之套管孔70。此外，根據本發明教示之鎖定機構42亦可 消除箱U中用於支撲唾合機構4〇之末端的經機械加以 孔。相反，再參考圖Μ，將喷合機構4〇安裝於箱上另外 f要機m 72。另外’根據本發明教示之鎖定機構可經組 態以供較小差速器應用使用’其中空間限制可受到較 注。 已出於說明及描述< 目的提供上述對本發明之特定具 體實例之描述。其不意欲為詳盡的或將本發明限制於所揭 之精確形式’且根據上述教示可能存在各種修改及變 選擇及描述具體實例以解釋本發明之原理及其實際應 =，從而使熟習此項技術者能夠利用本發明及具有適於特 定預期用途之各種修改之各種具體實例。上述說明書中已 非常詳細地描述本發明，且咸信對本發明之各種替換及修 改對於熟習此項技術者而言將由於閱讀及理解本說明書而 變得顯而易見。本發明中意欲包括所有該等替換及修改， 達到使其歸入隨附申請專利範圍之範嘴内的程度。本發明 之範鳴意欲由其隨附中請專利範圍及其等效物界定。 【圖式簡單說明】 現將以實施例，參考隨附圖式描述本發明之具體實例。 13 201104106 圖1為機械鎖定差 圖2為圖1之媸

器之透視圖。 差速器中之本發明 之塊套式鎖定 t之本發明之塊套式鎖定 【主要元件符號說明】 10:機械鎖定差速器/差速器 2 .齒輪箱/差速器箱/箱 13 ··第一端/凸緣端 1 4 :側齒輪 1 5 :鐘型端 1 6 :側齒輪 1 8 :止推塾片 :止推塾片 22 :小齒輪 24 :小齒輪 26 :小齒輪軸 28 :小齒輪軸鎖定螺桿 29 :環狀轂部分 3 0 ··離合器組合件/凸緣端離合器組合件 :離合器組合件/鐘型端離合器組合件 34 :離合器凸輪板/凸輪離合器板 14 201104106 36 :波形彈簧 3 8 :致動構件 40 :嚙合機構 42 :鎖定機構/塊套式鎖定機構 44:彈簧負載型飛輪/飛輪部件/飛輪 46 :外部齒輪傳動部分 48 :端帽 50 :端帽 52 :掣爪 54 :定心彈簧 56 :反作用塊/止推塊 58 :突出物 60 :突出物 61 :開口 62 :開孔 64 :軸 66 :臂 68 :套管 70 :套管孔 72 :機械孔 15

Claims (1)

1. 201104106 七、申請專利範圍： 1. 一種差速器（10)，其包含： 一第一側齒輪及一第二侧齒輪（14、16 ); 一安置於該第一側齒輪與該第二側齒輪（丨4、丨6 )之 間的反作用塊（56); 一嚙合機構（40 )，其經組態以使該嚙合機構（4〇 )之 至少一部分可自一縮回位置移動至一延伸位置；及 一鎖定機構（42 )，其經組態以嚙合且至少部分地控制 該嚙合機構（40)之移動， 其中該鎖定機構（42 )係安裝至該反作用塊（56 )。 2. 如申請專利範圍第1項之差速器（1〇 )，其中該唾合 機構（40 )包含一差速調速器，且該鎖定機構（42 )包含 一閂托。 3. 如申清專利範圍第1項之差速器（1〇)，其進一步包 含一用於該差速器之鎖死構件’該鎖死構件包含一離合器 、·且合件（3 0、3 2 )及一離合器凸輪板（3 4 )，其中該鎖死構 件係由該嚙合機構（40 )及該鎖定機構（42 )致動。 4. 如申請專利範圍第3項之差速器（1〇)，其中該離合 器凸輪板（34 )界定一徑向向外表面上之一組外齒且界定 '具有複數個凸輪延起線之凸輪表面。 5. 如申請專利範圍第4項之差速器（1〇 )，其中該側齒 輪（14、16 )界定一具有複數個凸輪延起線及複數個掣子 對應於該離合器凸輪板（34 )上之該複數個凸輪延起線之 凸輪表面。 201104106 6. 如申請專利範圍第1項之差速器（叫，其中該响合 機構（40)之該可自'缩回位置移動至一延伸位置之部分 包含至少一個飛輪（44 )。 7. 如申請專利範圍第6項之差速器（10)，其中該至少 -個飛輪（44)可I繞一經定向大體上平行於該第—侧齒 輪及該第二側齒輪（14、16)之旋轉軸的軸旋轉。 8. 如申請專利範圍第7項之差速器（1G)，其t該至少 -個飛輪（44)界定—可回應於一預定程度之一差速作用 自一縮回位置移動至一延伸位置之停止表面。 9·如申請專利範圍第8項之差速器（10)，其中該鎖定 機構（42)包括一掣爪（52)。 10.如申請專利範圍帛9項之差速器（10)，其中該飛輪 (44 )之該停止表面係經組態以在該停止表面處於—延伸 位置時與該鎖定機構（42 )之該掣爪（52 )嚙合。 11·如申請專利範圍帛i項之差速器（1〇)，其中該反作 用塊（56)係經組態以在該第一側齒輪與該第二側齒 (14、1 6 )之間傳遞力。 12.—種差速器（10)，其包含： 一箱（1 2 ); 至少—個安置於該箱（12)中之小齒輪（22、24). 安置於該箱（12)中且與該至少-個小齒輪（22、2 喷δ之第一側齒輪及一第二側齒輪（1 4、1 6 ); 一可操作以延遲該差速器（1〇)之差速作用的鎖 杜· 匕攝 17 201104106 一用於致動該鎖死構件之致動構件（3 8 );及 一安置於s亥箱（1 2 )中該第一側齒輪與該第二側齒輪 (14、16)之間的反作用塊（56)， 其中該致動構件（38)包含一可圍繞一經定向大體上 平行於該第一側齒輪及該第二側齒輪（丨4、丨6 )之旋轉軸 之轴旋轉的嚙合機構（40 )，該嚙合機構（4〇 )包括至少一 個飛輪（44)，且其中該致動構件（38)進一步包含一鎖定 機構（42 )’其經組態以在該嚙合機構（4〇 )之該至少一個 飛輪（44 )處於一延伸位置時嚙合該至少一個飛輪（44 )， 且 其中該鎖定機構（42 )係安裝於該反作用塊（56 )上。 13.如申請專利範圍第2項之差速器（1〇)，其進一步包 含一連接至該箱（12)之輸入齒輪。 14·如申請專利範圍第2項之差速器（1〇)，其中該第一 側齒輪及該第二側齒輪（丨4、1 6 )與一對車軸呈花鍵式鳴 合0 15.—種用於一差速器（1〇)之反作用塊（56)，其包含： 一 4合機構（40 )，其包含至少一個經組態以在提供— 預疋量之差速作用時向外延伸之飛輪部件（44 );及 一鎖定機構（42 )’其包含一經組態以容納該至少—個 飛輪部件（44 )且至少部分地控制該嚙合機構（40 )的移 動之掣爪（5 2 )， 其中該鎖定機構（42 )係安裝於該反作用塊（56 )上。 1 6.如申請專利範圍第15項之反作用塊（56)，其中該 18 201104106 嚙合機構（40 )包括一經組態以將該嚙合機構（40 )連接 至該鎖定機構（42)之臂（66)。 1 7·如申請專利範圍第15項之反作用塊（56 )，其中該 鎖定機構（42)包括一軸（64)且該反作用塊（56)包括 至少一個突出物（58、60 )具有至少一個開孔（62 )用於 容納該鎖定機構（42 )之該軸（64 )。 1 8·如申請專利範圍第15項之反作用塊（56)，其中該 反作用塊（56 )包括複數個經組態以支撐該鎖定機構（42 ) 之突出物（58、60 )。 19.如申請專利範圍第18項之反作用塊（56)，其中該 才复數個突出物（58、6G)中之每-者實質上彼此平行。 八、圖式： (如次頁） 19