電磁驅動離合器的製作方法與工藝

2023-11-12 04:18:47 4

本發明總體上涉及一種爪形離合器驅動機構（dogclutchactuationmechanism），具體涉及一種用於機動車輛車軸的鎖定差動機構（lockingdifferentialmechanism）。

背景技術：
轉動組件通常需要離合器將扭矩和轉動從一個轉動組件傳遞至另一個轉動組件。離合器部件可以是在接合過程中不允許轉動組件之間存在任何滑脫的摩擦片或者爪形離合器。扭矩傳遞離合器的常見汽車應用包括變速器、分動箱、空調壓縮機、動力輸出裝置等等。扭矩傳遞離合器通常還用在例如工業電動機、輸送機、農業設備和草坪修剪設備這樣的非汽車應用中。扭矩傳遞離合器可以通過壓縮空氣、液壓油、機械槓桿或磁驅動接合。許多電子可控的扭矩傳遞離合器利用電磁線圈驅動鎖定機構。當小的可移動的線圈用於接合爪形離合器鎖定機構時，能夠作為氣隙（airgap）的函數生成的磁力也很小。因此，有必要擴大線圈的移動從而提供較大位移（displacement）的鎖定機構。需要一種擴大線圈的軸向位移以在大的位移行程（largedisplacementstroke）上操作的機構，例如槓桿機構，其提供例如爪形離合器這樣的鎖定機構。

技術實現要素：
一種離合器機構，包括：用於產生電磁場的線圈；固定不轉動的鎖環；能夠與鎖環接合的齒輪；以及槓桿，該槓桿對通過使線圈通電產生的電磁場作出響應而樞轉、使鎖環與齒輪接合併且保持齒輪不轉動。由於使用槓桿帶來的機械優點，由線圈產生的電磁場的強度相對於傳統應用有所減小，從而允許使用較小的、具有較少銅、較低重量和小得多的包裝尺寸的線圈。根據以下詳細的說明書、權利要求書和附圖，優選實施例的適用範圍將顯而易見。應當理解的是，說明和具體的實施例儘管表明本發明的優選實施方式，但僅通過說明的方式給出。對說明的實施方式和實施例的各種改變和修飾對所屬領域的技術人員來說將是顯而易見的。附圖說明結合附圖並參照以下說明，本發明將更加容易理解，其中：圖1是應用於汽車車軸差動機構中的移動線圈電磁爪形離合器的分解透視側視圖；圖2是沿差速器箱和線圈的徑向平面的剖面圖，表示最初的氣隙；圖3是表示處在線圈斷電並且離合器解離位置的離合器驅動機構的剖面圖；圖4是表示在線圈通電並且機構處在其朝向側齒輪的軸向位移的行程中點（mid-stroke）位置的情況下的離合器驅動機構的剖面圖；圖5是表示線圈通電並且離合器機構處在其與和側齒輪的爪形齒嚙合的鎖環的爪形齒完全鎖定的接合行程的盡頭的剖面圖；圖6是槓桿的透視圖；圖7是表示由線圈作為線圈氣隙的函數生成的軸向力以及線圈克服回位彈簧力所需要的力的變化的圖表；以及圖8是表示鎖環和差速器箱上有角度的表面的分解透視側視圖。具體實施方式現在參照附圖，圖1所示為後車軸鎖定差動機構10，其中一個或多個側齒輪12、14選擇性地轉動地固定至差速器箱外殼16。說明書涉及不轉動地固定左箱16的側齒輪12，但側齒輪12或14可以選擇性地固定至右箱18或左箱16。右側齒輪14的齒輪齒與一個小錐齒輪20的齒輪齒嚙合。貫穿箱18的壁的齒輪軸22支承小錐齒輪22圍繞齒輪軸22的圓柱面轉動。轉動地固定至箱16的鎖環24可以在差速器箱16中軸向移動。位於鎖環24和右箱18中的彈簧座之間的回位彈簧26提供彈力29，該彈力29在位於線圈組30中的電磁線圈28斷電時保持鎖環24與側齒輪12脫離。當線圈28通電時，電流流過線圈繞組產生磁力，作用於左（LH）差速器箱16，軸向移動線圈並朝LH差速器箱16拉動線圈。圍繞軸34成角度地間隔並位於LH差速器箱16中的三個槓桿32由圓形擋圈36保持。這三個槓桿32每一個都可以圍繞它們自己的軸38樞轉，但它們都在另一個方向固定至LH差速器箱16。槓桿32在上凸輪表面40接觸推力軸承33並且在下凸輪表面42接觸鎖環24，凸輪表面在槓桿32上形成。圖3表示線圈斷電、線圈28和箱16的鄰接面之間的氣隙45最大並且離合器解離情況下的離合器驅動機構44。圖4表示線圈通電、機構44處在朝向側齒輪12的軸向方向的行程中點情況下的離合器驅動機構44。圖5表示線圈通電、機構44處在其與和側齒輪12的爪形齒48嚙合的鎖環24的爪形齒46完全鎖定狀態的接合行程的盡頭的離合器驅動機構44。當線圈28通電時，線圈朝LH差速器箱16移動，並且其軸向運動通過槓桿32傳遞至鎖環24。鎖環24的位移是線圈位移以及上、下凸輪表面40、42的表面輪廓的函數。鎖環24的位移總體上是如圖7所示的非線性的。圖7是表示由線圈28作為線圈氣隙45的函數生成的軸向力50以及線圈克服回位彈簧力29所需要的力52的變化的圖表。總的鎖環位移會明顯大於總的線圈位移，因此可以使用較小的初始線圈氣隙45。由於初始線圈氣隙45很小，線圈28的尺寸也可以很小，導致較少的銅或其它電導體。當鎖環24的齒46與側齒輪12的背面上的齒48嚙合時，側齒輪不能相對於箱16轉動，因為鎖環固定至箱不轉動。然後差動機構10處在鎖定狀態。當線圈28斷電時，回位彈簧26在鎖環24上提供軸向力29，使鎖環移動脫離與側齒輪12的嚙合接合。由於通過槓桿元件的上、下凸輪表面40、42獲得的槓桿倍增，施加在線圈28上的回位彈簧力29增大。當線圈通電時，機械固位特徵（mechanicalretentionfeature）保持鎖環24與側齒輪12的嚙合。如圖8所示，有角度的表面60、62在鎖環的每一條徑向支腿64上形成，有角度的表面66、68在箱16的每個配合凹槽70上形成。鎖環24通過將每個徑向支腿64適配在其中一個凹槽70中而固定至箱16不轉動，差速器箱16緊固至車輛結構。當扭矩施加至鎖環24時，由於其與側齒輪12的接合，鎖環24的傾斜表面60、62與箱凹槽70的傾斜表面66、68之間的接觸產生施加在箱上並具有軸向分量的力。每當扭矩在側齒輪12和鎖環24之間傳遞時，該軸向力分量保持鎖環齒46與側齒輪齒48緊固嚙合接合。根據專利法規的規定，已經對優選實施例進行了說明。然而，應當注意的是除了具體說明和描述之外，可以實施替換的實施例。