锁止式差速器组件的制作方法
【专利摘要】一种锁止式差速器组件包括限定出旋转轴线和齿轮室的差速器壳。第一侧齿轮位于差速器壳的第一端。第二侧齿轮位于差速器壳的与第一端相对的第二端以选择性地相对于差速器壳旋转。至少两个小齿轮被可旋转地支承在齿轮室中，与第一侧齿轮和第二侧齿轮啮合。一螺线管处于第一端。一柱塞可由该螺线管选择性地磁致动。一锁环可与第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止侧齿轮相对于差速器壳旋转。至少两个中继杆均连接到柱塞和锁环，以使锁环与柱塞保持固定的预定距离。
【专利说明】锁止式差速器组件
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年1月23日提交的美国临时专利申请系列号61/755,939的权 益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0003] 锁止式差速器与常规"开放式"汽车差速器相比可具有另外的能力。具有锁止式 差速器的车辆与具有"开放式"差速器的车辆相比在驱动轮处使用的牵引力可增加。通过 在不考虑在各车轮可获得的牵引力或路径的情况下将车轴上的两个驱动轮中的每个驱动 轮都限制为相同转速，牵引力的使用可能增加。锁止式差速器引起车轴上的两个车轮像在 共用车轴上那样一起转动。
[0004] 开放式差速器或非锁止式差速器允许车轴上的各车轮以不同速度旋转。当车辆转 弯时，半径较小的（内）车轮旋转得比半径较大的（外）车轮慢。在不具有非锁止式或开 放式差速器的情况下，其中一个轮胎可能在转弯时拖行。对于开放式差速器，当车轴上的一 个车轮处于光滑路面上时，光滑表面上的该车轮可能趋于空转（spin)，而另一个车轮不会 被施加足以使车辆移动的转矩。例如，某些具有开放式差速器的车辆在其中一个车轮下为 湿冰的情况下可能无法爬坡，而不论另一个车轮下的路面多么干燥（这可被已知为不同附 着系数路面）。
[0005] 相反，锁止式差速器迫使同一车轴两侧的车轮以相同速度一起旋转。因此，每个车 轮都能施加尽量大的转矩，只要车轮/路面牵引力和动力传动系能力允许。在位于具有不 同附着系数路面的坡上的车辆的示例中，锁止式差速器可允许车辆爬上对于具有开放式差 速器的其它方面相同的车辆而言无法爬上的坡。锁止式差速器在某些条件下例如在短程加 速赛或除雪作业中也可提供带来改善的车辆性能的更好牵引。
[0006] 一些车辆具有可从非锁止状态重新配置为锁止状态的差速器。此类车辆对于通常 条件而言可在差速器处于非锁止状态的情况下操作，例如以防止轮胎在转弯时磨损，而在 遇到车轮打滑时可重新配置成以锁止式差速器操作。
【发明内容】
[0007] -种锁止式差速器组件包括限定出旋转轴线和齿轮室的差速器壳。第一侧齿轮 (半轴齿轮）处于差速器壳的第一端。第二侧齿轮处于差速器壳的与第一端相对的第二端 以选择性地相对于差速器壳旋转。至少两个小齿轮被可旋转地支承在齿轮室中，从而与第 一侧齿轮和第二侧齿轮啮合。螺线管处于第一端。柱塞可由该螺线管选择性地磁致动。锁 环可与第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止该侧齿轮相对于差速器壳旋转。至少两 个中继杆均连接到柱塞和锁环，以使锁环与柱塞保持固定的预定距离。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 通过参考以下详细详细说明和附图，本发明的示例的特征和优点将变得明显，在 附图中相似的附图标记对应于相同的或虽然或许不完全一样但类似的部件。为了简洁，具 有之前已描述的功能的附图标记或特征结构可以结合它们出现在其中的其它附图进行描 述，或者不再进行描述。
[0009] 图1是具有根据本发明的一个示例的锁止式差速器系统的车辆的示意图；
[0010] 图2是根据本发明的一个示例的锁止式差速器的透视图；
[0011] 图3A是图2所示的锁止式差速器的剖面透视图；
[0012] 图3B是图2所示的锁止式差速器的分解视图；
[0013] 图3C是锁环位于与螺线管相同的一侧的锁止式差速器的剖视图；
[0014] 图4是根据本发明的定子的一个示例的剖面侧视图；
[0015] 图5A是根据本发明的柱塞的一个示例的剖面侧视图；
[0016] 图5B是根据本发明的柱塞和中继杆的一个示例的分解侧视图；
[0017] 图6A是根据本发明的锁环的一个示例的平面图；
[0018] 图6B是根据本发明的移除了端盖的锁止式差速器的一个示例的透视图；
[0019] 图6C是组装为图2所示的锁止式差速器的锁环、中继杆和柱塞的一个示例的透视 图；
[0020] 图7A是根据本发明的锁环处于分离位置的差速器组件的一个示例的剖视图；
[0021] 图7B是根据本发明的锁环处于接合位置的差速器组件的一个示例的剖视图；
[0022] 图8A是根据本发明的差速器齿轮组的局部分解透视图；
[0023] 图8B是根据本发明的十字轴的分解透视图；
[0024] 图9是根据本发明的十字轴的另一个示例的分解透视图；
[0025] 图10是根据本发明的定子、柱塞和位置传感器的一个示例的扩大剖视图；
[0026] 图11是示出了根据本发明的闪光代码的一个示例的时间图。
【具体实施方式】
[0027] 本发明总的涉及锁止式差速器，更具体地涉及用在车辆驱动桥中的电子控制的锁 止式差速器。如本文中所用，电子控制的锁止式差速器是指响应于电子信号而在非锁止状 态与锁止状态之间切换的差速器。在锁止状态下，连接到差速器的两个半轴以相同速度沿 相同方向一起旋转。电子信号可响应于车辆状况例如车轮打滑的检测而自动生成。电子信 号也可响应于来自操作者的指令而生成，例如，操作者可按压车辆的控制面板上的按钮。
[0028] 本发明的示例可允许差速器以比尺寸相似的现有技术锁止式差速器高的转矩运 行。用以致动锁止机构的时间与现有技术的电子锁止式差速器相比也可减少。另外，状态 指示器可通过提供更详细和更精确的与本发明的电子控制的锁止式差速器系统的运行有 关的信息来提供更满意的用户体验。
[0029] 参照图1，车辆70的动力传动系5包括电机6、连接到电机的传动轴7和车轴组件 8。传动轴7例如通过传动装置（未示出）连接以旋转地驱动车桥壳体9内部的半轴13、 13'。车桥组件8包括车桥壳体9、被支承在车桥壳体9中的锁止式差速器组件10以及分别 连接到第一和第二驱动轮98和98'的半轴13、13'。配置在差速器壳12内的齿轮组97将 来自差速器壳12的旋转动力传递到半轴13、13'，并且选择性地允许半轴13和13'之间的 相对旋转。虽然图1所示的锁止式差速器组件10应用于后轮驱动车辆，但本发明可用于用 在前轮驱动车辆中的变速驱动桥、用在四轮驱动车辆中的分动箱中或者任何车辆动力传动 系中。
[0030] -起参照图2、3A和3B，示出了包括锁止式差速器组件10的本发明的一个示例。 锁止式差速器组件10具有限定出旋转轴线14和齿轮室16的差速器壳12。差速器壳12围 绕旋转轴线14在车桥壳体9 (参看图1)中旋转。第一侧齿轮（半轴齿轮）18在差速器壳 12的第一端19配置成用于选择性地相对于差速器壳12旋转。第二侧齿轮20在差速器壳 12的与第一端19相对的第二端21配置成用于选择性地相对于差速器壳12旋转。
[0031] 第二侧齿轮20具有平行于旋转轴线14在第二侧齿轮20的外径24上限定出的侧 齿轮凸爪（dog) 22。至少两个小齿轮26被可旋转地支承在齿轮室16中。所述至少两个小 齿轮26中的每一个都与第一侧齿轮18和第二侧齿轮20哨合。
[0032] 锁止式差速器组件10包括配置在差速器壳12的第一端19的螺线管28。定子32 由铁磁材料形成。差速器壳12可围绕旋转轴线14相对于定子32旋转。如图4所示，定子 32具有环形壁33,该环形壁具有与旋转轴线14共轴的纵向轴线35。虽然图4所示的环形 壁33为圆筒状壁，并且纵向轴线35为圆筒轴线，但在本发明的示例中环形壁33可偏离圆 筒状。环形壁33可例如在一端或两端具有较大的直径，或者环形壁33可具有弓形截面。第 一定子环形凸缘36从环形壁33径向地延伸到第一定子环形凸缘36的第一外径38。虽然 图4示出了垂直于纵向轴线35延伸的第一定子环形凸缘36,但环形凸缘36与纵向轴线35 形成的角度可偏离90度。例如，该角度可以是45度，使得线轴（bobbin)在第一外径38处 比在第一定子环形凸缘36与环形壁33之间的界面处宽。第一定子环形凸缘36与环形壁 33之间的角度可以是任意角度。
[0033] 第二定子环形凸缘37从环形壁33延伸。第二定子环形凸缘37与第一定子环形 凸缘36隔开，并且可平行于第一定子环形凸缘36。第二定子环形凸缘37呈截头圆锥形，其 中内环形基面51与第一定子环形凸缘36相对。外环形基面52在第一定子环形凸缘36的 远侧。内环形基面51具有与第一外径38相等的外缘直径53。外环形基面52具有大于第 一外径38的第二外径39。第一定子环形凸缘36、环形壁33和第二定子环形凸缘37 -起 限定出用于螺线管28的一体式线轴31。虽然图4示出了具有大致矩形截面的一体式线轴， 但在本发明的示例中所述表面可以被倒圆或弄倾斜。螺线管28直接卷绕在定子32上。通 过使一体式线轴31在第一外径38与第二外径39之间开口，有利于将螺线管28直接卷绕 在定子32上。本发明的具有一体式线轴31的定子32不同于其它轴向地开口的定子。轴 向地开口的定子可能要求将螺线管卷绕在单独的线轴上并滑入轴向开口中。单独的线轴所 需的空间是无法供螺线管线圈利用的空间。即使使用所谓的无线轴线圈，形成单独的线圈 且然后将线圈安装在定子中所需的附加制造工序可能不比具有本发明的一体式线轴31的 定子32理想。
[0034] 图3B示出了配置在差速器壳12与锁环40之间以将锁环40偏压向分离位置44 的弹簧34。盖100被示出处于锁止式差速器组件10的第二端21。在盖100与第二侧齿轮 20之间配置有侧齿轮止推垫片101。在差速器壳12与第一侧齿轮18之间配置有另一个侧 齿轮止推垫片101。在小齿轮26与差速器壳12之间配置有止推垫片104。轴锚固滚针103 插入穿过差速器壳12以及十字轴90和短轴92以保持十字轴90和短轴92,从而支承小齿 轮26。定子挡圈102插入差速器壳12中的凹槽内以防止定子相对于差速器壳12轴向地移 动。
[0035] 图3C是锁环40'位于与螺线管28相同的一侧的锁止式差速器的剖视图。第二侧 齿轮18'具有平行于旋转轴线14在第一侧齿轮18'的外径24上限定出的侧齿轮凸爪22。 锁环40'与图3A所示的示例中的锁环40相同。图3C所示的示例中的中继杆50'比图3A 所示的示例中的中继杆50短。
[0036] 参照图5A和5B，在本发明的示例中，柱塞30由螺线管28(参看图3A)选择性地磁 致动。柱塞30具有铁磁圆筒体54。铁磁圆筒体54具有由铁磁圆筒体54限定成与旋转轴 线14对齐的圆筒体轴线55。铁磁圆筒体54具有内壁56,该内壁在铁磁圆筒体54的坡口 端58具有环形坡口 57。铁磁圆筒体54还包括具有柱塞外径61的外壁59。在位于坡口端 58的远侧的柱塞端部63限定出环形柱塞凸缘62。环形柱塞凸缘62具有小于柱塞外径61 的柱塞凸缘直径64。由铁磁圆筒体54和环形柱塞凸缘62限定出环形凹口 65。
[0037] 在一个不例中，柱塞30被固定成随差速器壳12旋转，并且柱塞30可沿旋转轴线 14相对于差速器壳12选择性地平移（参看图2、3A、7A和7B)。旋转的柱塞30相对于定子 32旋转。柱塞30与定子32之间的接触可引起柱塞30、定子32或两者的磨损。
[0038] 返回参照图5A和5B，在本发明的示例中，锁止式差速器组件10可包括配置在柱塞 30与差速器壳12之间的间隔件60、60'，以防止内壁56的环形坡口 57与第二定子环形凸 缘37接触。在一个示例中，间隔件60可以是被可调节地螺合在柱塞30中以设定环形坡口 57与第二定子环形凸缘37之间的预定间隙72(参看图7B)的螺杆71。在另一个示例中， 间隔件60'可以是铁磁圆筒体54的坡口端58上的多个隔开的凸起部73。
[0039] 在铁磁圆筒体54中限定出了多个中继杆安装孔66。多个67中继杆接近槽69分 别在各中继杆安装孔68处被限定在铁磁圆筒体54的坡口端58中。每个中继杆安装孔68 都在相应的中继杆接近槽69中大致居中。中继杆接近槽69与环形凹口 65之间的最短距 离等于锁环厚度41。这种等尺寸设计允许各中继杆50具有端对端对称。
[0040] 至少两个中继杆50均连接到柱塞30和锁环40,以使锁环40 (参看图6C)与柱塞 30保持固定的预定距离。
[0041] 该至少两个中继杆50均包括具有两个端部77的柱状杆部74,柱状杆部74在柱状 杆部74的中心76限定出纵向杆轴线75。中继杆50均具有第一支柱78和第二支柱79,各 支柱均具有比在两个端部77中相应的一个端部限定出的柱状杆部74小的直径80。第一支 柱78和第二支柱79均与柱状杆部74同心。在第一支柱78和第二支柱79上限定出了环 形凹槽81。第一支柱78和第二支柱79基本上相同，并且中继杆50端对端对称。换言之， 在组装期间，中继杆50可在不考虑哪一端安装在柱塞30中以及哪一端安装在锁环40中的 情况下安装。在图5B中，第一支柱78和第二支柱79被给出不同的附图标记以清楚描述图 5B，但是，第一支柱78与第二支柱79完全相同。第一支柱78被示出为由突出到第一支柱 78的环形凹槽81中的配置在柱塞30的环形凹口 65中的挡圈82保持在相应的中继杆安装 孔68中。
[0042] 现在一起参照图6A、6B和6C，在本发明的示例中，锁止式差速器组件10具有锁环 40。锁环40包括限定在锁环40的内表面43周围的互补（complementary)凸爪42。互补 凸爪42可通过使锁环40沿旋转轴线14从分离位置44平移到接合位置45而选择性地与 侧齿轮凸爪22啮合。锁环40具有在锁环40的外表面47上限定出的多个凸耳46。各凸耳 48用以在限定于差速器壳12中的相应的互补槽49中滑动，以引导锁环40在接合位置45 与分离位置44之间的平移（参看图7A和7B)。多个凸耳46配合在相应的互补槽49中还 防止了锁环40相对于差速器壳12的旋转。
[0043] 图7A不出了锁环40处于分尚位置44的本发明的一个不例。图7B不出了图7A中 的示例，锁环40处于接合位置45除外。在本发明的示例中，基本上防止了第二侧齿轮20在 锁环40处于接合位置45时相对于差速器壳12旋转。当锁环40处于分离位置44时，第二 侧齿轮20相对于差速器壳12自由旋转。锁环40具有平行于旋转轴线14的锁环厚度41。
[0044] 锁环40还在数量与中继杆50的数量相等的凸耳48上包括延伸突片83。延伸突 片83均限定出中继杆安装孔84。各中继杆50由安装在相应的第二支柱79的环形凹槽81 中的夹子85保持在相应的中继杆安装孔84中（环形凹槽81的细节请参看图5B)。在一个 示例中，多个凸耳46是数量为九个的凸耳48,并且中继杆50的数量为三个。
[0045] 各凸耳48可具有围绕垂直于旋转轴线14的径向线87对称地布置的两个对置面 86。两个对置面86之间的角度99为约28度至约32度。
[0046] 现在参照图8A和8B，本发明的示例可具有十字轴90,该十字轴垂直于差速器壳12 的旋转轴线14配置以支承对置的一对27至少两个小齿轮26,以使对置的一对27至少两个 小齿轮26在十字轴90上旋转。在具有四小齿轮差速器的本发明的示例中，差速器组件10 可包括一对对置的短轴92,每个短轴92都通过轭架（yoke) 91配置成垂直于十字轴90且垂 直于差速器壳12的旋转轴线14。轭架91配置在十字轴90周围。轭架91具有用于接纳短 轴92的互补孔口 93。一对对置的短轴92支承另一对27'对置的至少两个小齿轮26。
[0047] 在图9所示的示例中，十字轴90'可包括两个对置的中央凹槽4。对置的中央凹槽 4中的每一个都用于接纳配置在短轴92'上的互补榫舌。图9所示的在凹槽接合部中具有 榫舌的示例可以包括或不包括图8B中所示的轭架91。
[0048] 本发明的示例可包括锁止式差速器系统11，该系统包括螺线管28如上所述直接 卷绕在定子32上的锁止式差速器组件10,具有下述控制元件。锁止式差速器系统11可包 括用以通过检测柱塞30的位置来判定锁环40的状态的柱塞位置传感器15。在柱塞位置传 感器15的一个示例中，次级线圈94可卷绕在定子32周围以响应于柱塞30的位置而检测螺 线管28中的电感。如图10所示，在另一个示例中，柱塞位置传感器15可以是配置在连接到 定子32的防旋转托架95上的非接触式位置传感器89。在本发明的示例中，非接触式位置 传感器15可使用任何非接触式位置传感器技术。例如，根据本发明的锁止式差速器系统11 中可包括基于磁致伸缩、磁阻、霍尔效应或其它磁感测技术的非接触式位置传感器。此外， 根据本发明也可使用基于光学、红外线或流体压力感测的非接触式位置传感器。在该示例 中，非接触式位置传感器89检测柱塞30或固定在柱塞30上的靶（target) 96的轴向位置。 如图10所示，挡圈82可以作为靶96。在挡圈82也作为靶96操作的示例中，挡圈82可以 是双卷绕层状环。合适的挡圈82的一个示例为可从Smalley Steel Ring Company, Lake Zurich, Illinois购得的Spir〇l〇X?零件号WS-587。双卷绕层状环不具有可能导致磁干 扰的周向间隙，所述磁干扰可能被磁位置检测器误解为柱塞30的轴向移动。靶96可以磁 性地响应以可由非接触式位置传感器89检测。挡圈82可由磁响应的低碳钢形成。图10 示出了用于非接触式位置传感器89的三个可选位置。非接触式位置传感器89可配置在图 10所示的任意单个位置，或者为了冗余可使用多个非接触式传感器89的任意组合。
[0049] 返回参照图1，在车辆70上可配置有电气开关17以选择性地使电路23闭合，从而 向螺线管28提供电力。图1所示的开关17是摇臂开关，但可使用能够控制通过螺线管28 的电流的任意开关。开关17可以是控制直接控制通过螺线管28的电力的继电器或晶体管 的弱电流开关。在车辆70中可配置有电子状态指示器29。在车辆70中可配置有电子驱动 电路25以给电子状态指示器29供电，从而指示锁止式差速器系统11的状态。在一个示例 中，该状态可以包括至少三种状态。例如，电子状态指示器29可以是可选择性地点亮的指 示器88,并且该状态可通过闪光代码指示。举例而言，可选择性地点亮的指示器88可包括 发光二极管、白炽灯、荧光灯、或其它可选择性地点亮的光源。
[0050] 闪光代码的一个示例可以如下：通过不点亮电子状态指示器29来指示第一状态； 通过连续点亮电子状态指示器29来指示第二状态；以及通过在1与20赫兹之间的频率下 以约50%占空因数有序地点亮和不点亮电子状态指示器29来指示第三状态。图11示出 了频率为约3赫兹的50%占空因数。在图11中，"On"意味着电子状态指示器29被点亮， 而"Off"意味着电子状态指示器29未被点亮。不同于上述示例中的三种状态的状态-- 例如错误状态--可通过点亮和不点亮电子状态指示器29的预定次序来指示。电子诊断 系统（未示出）可连接到锁止式差速器系统11以判定是否存在错误状态。
[0051] 在一个示例中，该状态是从由第一状态、第二状态和第三状态组成的组选择的。在 该示例中，第一状态是分离状态，其中电气开关17处于使螺线管28断电的断开状态，并且 锁环40处于分离位置44。第二状态是接合状态，其中电气开关17处于使螺线管28通电的 闭合状态，并且锁环40处于接合位置45。第三状态是过渡状态，其中电气开关17处于使螺 线管28断电的断开状态，并且锁环40处于接合位置45 (参看图7B);或者电气开关17处 于使螺线管28通电的闭合状态，并且锁环40处于分离位置44 (参看图7A)。本发明的发明 人相信，指示过渡状态将降低操作者在锁止式差速器系统11处于过渡状态的情况下继续 按压差速器锁止控制按钮或更用力地按压该按钮的倾向。
[0052] 应理解，术语"连接"等在本文中被宽泛地定义为包含各种各样的连接装置和组装 技术。这些装置和技术包括但不限于：（1) 一个构件与另一个构件之间的直接连通，其间不 存在介入构件；以及（2) -个构件和另一个构件通过位于其间的一个或多个构件连通，假 设被"连接到"其它构件的所述一个构件在一定程度上与其它构件可操作地连通（尽管在 它们之间存在一个或多个另外的构件）。
[0053] 在描述和要求保护本文中公开的示例时，单数形式"一"、"一个"和"该"包括多个 参照对象，上下文明显另有所指除外。
[0054] 应理解,本文提供的范围包括述及范围和在述及范围内的任何值或子范围。例如， 从约28度至约32度的范围应该看作不仅包括约28度和约32度的明确叙述的极限，而且 包括诸如29度、30度、31度等单独的值和诸如从约28度至约31度等子范围。此外，当利 用"约"来描述一值时，这意在涵盖与述及值的微小偏差（直至±10% )。
[0055] 此外，在说明书全文中对"一个示例"、"另一个示例"、"一示例"等的提及意味着结 合该示例所描述的具体元件（例如，特征、结构和/或特性）被包括在本文中所述的至少一 个示例内，而在其它示例中可以存在也可以不存在。另外，应该理解的是，针对任何示例所 描述的元件在各种示例中可采用任何合适的方式组合，上下文明显另有所指除外。
[0056] 虽然已详细描述多个示例，但对于本领域的技术人员来说，明显地，可对所公开的 示例进行修改。因此，前面的描述应被当作非限制性的。
【权利要求】
1. 一种锁止式差速器组件，包括： 差速器壳，所述差速器壳限定出旋转轴线和齿轮室； 第一侧齿轮，所述第一侧齿轮配置在所述差速器壳的第一端以选择性地相对于所述差 速器壳旋转； 第二侧齿轮，所述第二侧齿轮配置在所述差速器壳的与所述第一端相对的第二端以选 择性地相对于所述差速器壳旋转； 可旋转地支承在所述齿轮室中的至少两个小齿轮，所述至少两个小齿轮中的每一个都 与所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮啮合； 螺线管，所述螺线管配置在所述第一端； 柱塞，所述柱塞可由所述螺线管选择性地磁致动； 锁环，所述锁环可与所述第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止所述第二侧齿轮 相对于所述差速器壳旋转；和 至少两个中继杆，每个所述中继杆均连接到所述柱塞和所述锁环，以使所述锁环与所 述柱塞保持固定的预定距离。
2. 根据权利要求1所述的锁止式差速器组件，还包括： 侧齿轮凸爪，所述侧齿轮凸爪平行于所述旋转轴线被限定在所述第二侧齿轮的外径 上； 限定在所述锁环的内表面周围的互补凸爪，所述互补凸爪可通过使所述锁环沿所述旋 转轴线从分离位置平移到接合位置而与选择性地所述侧齿轮凸爪接合； 弹簧，所述弹簧配置在所述差速器壳与所述锁环之间，以将所述锁环偏压向所述分离 位置；和 限定在所述锁环的外表面上的多个凸耳，每个所述凸耳均在限定于所述差速器壳中的 相应的互补槽中滑动，以引导所述锁环在所述接合位置与所述分离位置之间平移并且防止 所述锁环相对于所述差速器壳旋转； 其中，当所述锁环处于所述接合位置时，所述第二侧齿轮被基本上防止相对于所述差 速器壳旋转，而当所述锁环处于所述分离位置时，所述第二侧齿轮相对于所述差速器壳自 由旋转，并且其中，所述锁环具有平行于所述旋转轴线的锁环厚度。
3. 根据权利要求2所述的锁止式差速器组件，其中，所述螺线管被直接卷绕在定子上， 所述定子包括： 环形壁，所述环形壁具有与所述旋转轴线共轴的纵向轴线； 第一定子环形凸缘，所述第一定子环形凸缘从所述环形壁径向地延伸到第一外径；和 第二定子环形凸缘，所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘隔开地从所述环 形壁延伸，其中所述第二定子环形凸缘呈截头圆锥形，具有与所述第一定子环形凸缘相对 的环形内基面和位于所述第一定子环形凸缘的远侧的环形外基面，其中所述环形内基面具 有等于所述第一外径的外缘直径并且所述环形外基面具有大于所述第一外径的第二外径， 其中所述第一定子环形凸缘、所述环形壁和所述第二定子环形凸缘限定出用于所述螺线管 的一体式线轴，并且其中所述定子由铁磁材料形成，其中所述差速器壳可围绕所述旋转轴 线相对于所述定子旋转。
4. 根据权利要求3所述的锁止式差速器组件，其中： 所述环形壁是圆筒状壁； 所述纵向轴线是圆筒轴线； 所述第一定子环形凸缘从所述圆筒状壁垂直于所述圆筒轴线延伸； 所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘隔开且平行于所述第一定子环形凸 缘从所述圆筒状壁延伸；并且 所述第一定子环形凸缘、所述圆筒状壁和所述第二定子环形凸缘限定出所述一体式线 轴。
5. 根据权利要求3所述的锁止式差速器组件，其中，所述柱塞包括： 铁磁圆筒体，包括： 圆筒体轴线，所述圆筒体轴线由所述铁磁圆筒体限定成与所述旋转轴线对齐； 内壁，所述内壁在所述铁磁圆筒体的坡口端具有环形坡口； 外壁，所述外壁具有柱塞外径；和 环形柱塞凸缘，所述环形柱塞凸缘是在位于所述坡口端的远侧的柱塞端限定出的，其 中所述环形柱塞凸缘具有小于所述柱塞外径的柱塞凸缘直径； 环形凹口，所述环形凹口是由所述铁磁圆筒体和所述环形柱塞凸缘限定出的； 多个中继杆安装孔，所述中继杆安装孔是在所述铁磁圆筒体中限定出的；和 多个中继杆接近槽，每个所述中继杆接近槽都是在每个所述中继杆安装孔处在所述铁 磁圆筒体的所述坡口端中限定出的，其中所述中继杆安装孔大致居中地位于所述中继杆接 近槽中，其中所述中继杆接近槽与所述环形凹口之间的最短距离等于所述锁环厚度。
6. 根据权利要求5所述的锁止式差速器组件，还包括： 间隔件，所述间隔件配置在所述柱塞与所述差速器壳之间，以防止所述内壁的所述环 形坡口与所述第二定子环形凸缘接触。
7. 根据权利要求6所述的锁止式差速器组件，其中，所述间隔件是被可调节地螺合在 所述柱塞中以设定所述环形坡口与所述第二定子环形凸缘之间的预定间隙的螺杆。
8. 根据权利要求6所述的锁止式差速器组件，其中，所述间隔件是所述铁磁圆筒体的 所述坡口端上的多个隔开的凸起部。
9. 根据权利要求5所述的锁止式差速器组件，所述至少两个中继杆均包括： 具有两个端部的柱状杆部，所述柱状杆部在所述柱状杆部的中央限定出纵向杆轴线； 第一支柱和第二支柱，每个所述支柱都具有比在所述两个端部中相应的一个端部限定 出的所述柱状杆部小的直径，所述第一支柱和所述第二支柱均与所述柱状杆部同心；和 环形凹槽，所述环形凹槽是在所述第一支柱和所述第二支柱上限定出的，其中所述第 一支柱和所述第二支柱基本上相同并且所述中继杆端对端地对称，其中所述第一支柱由突 出到所述第一支柱的所述环形凹槽中的配置在所述柱塞的所述环形凹口中的挡圈保持在 相应的中继杆安装孔中。
10. 根据权利要求9所述的锁止式差速器组件，其中，所述锁环还在数量与中继杆的数 量相等的所述凸耳上包括延伸突片，所述延伸突片均具有穿过其中的中继杆安装孔，其中 每个所述中继杆都由安装在相应的所述第二支柱的所述环形凹槽中的夹子保持在相应的 所述中继杆安装孔中。
11. 根据权利要求10所述的锁止式差速器组件，其中，所述多个凸耳的数量为九个且 所述中继杆的数量为三个。
12. 根据权利要求1所述的锁止式差速器组件，其中： 所述柱塞被固定成用于随所述差速器壳旋转；并且 所述柱塞可相对于所述差速器壳沿所述旋转轴线选择性地平移。
13. 根据权利要求2所述的锁止式差速器组件，其中： 每个所述凸耳都具有关于垂直于所述旋转轴线的径向线对称地布置的两个对置面；并 且 所述两个对置面之间的角度为从约28度至约32度。
14. 根据权利要求13所述的锁止式差速器组件，其中，所述多个凸耳的数量为九个。
15. 根据权利要求1所述的锁止式差速器组件，还包括： 十字轴，所述十字轴垂直于所述差速器壳的旋转轴线配置成支承对置的一对所述至少 两个小齿轮，以使所述对置的一对所述至少两个小齿轮在所述十字轴上旋转。
16. 根据权利要求14所述的锁止式差速器组件，还包括： 一对对置的短轴，所述短轴通过轭架垂直于所述十字轴且垂直于所述差速器壳的所述 旋转轴线配置，其中： 所述支架配置在所述十字轴周围； 所述支架具有用于接纳所述短轴的互补孔口；并且 所述一对对置的短轴支承另一对对置的所述至少两个小齿轮。
17. -种锁止式差速器系统，包括： 根据权利要求1所述的锁止式差速器组件； 柱塞位置传感器，所述柱塞位置传感器用以通过检测所述柱塞的位置来判定所述锁环 的状态； 电气开关，所述电气开关用以选择性地使电路闭合以向所述螺线管提供电力； 电子状态指示器；和 电子驱动电路，所述电子驱动电路用于为所述电子状态指示器供电以指示所述锁止式 差速器系统的状态，其中所述状态包括至少三种状态。
18. 根据权利要求17所述的锁止式差速器系统，其中，所述电子状态指示器是选择性 地点亮的指示器，并且所述状态通过闪光代码来指示。
19. 根据权利要求17所述的锁止式差速器系统，其中： 所述状态选自由第一状态、第二状态和第三状态组成的组； 所述第一状态是所述电气开关处于使所述螺线管断电的断开状态且所述锁环处于所 述分离位置的分离状态； 所述第二状态是所述电气开关处于使所述螺线管通电的闭合状态且所述锁环处于所 述接合位置的接合状态；并且 所述第三状态是所述电气开关处于使所述螺线管断电的断开状态且所述锁环处于所 述接合位置或者所述电气开关处于使所述螺线管通电的闭合状态且所述锁环处于所述分 离位置的过渡状态。
20. 根据权利要求17所述的锁止式差速器系统，其中： 所述电子状态指示器是选择性地点亮的指示器； 所述至少三种状态包括第一状态、第二状态和第三状态； 所述第一状态通过不点亮所述电子状态指示器来指示； 所述第二状态通过连续点亮所述电子状态指示器来指示；并且 所述第二状态通过在1赫兹与20赫兹之间的频率下以约50%占空因数顺序地点壳和 不点亮所述电子状态指示器来指示。
21. 根据权利要求17所述的锁止式差速器系统，还包括： 定子，所述定子具有直接卷绕在其上的螺线管，所述定子包括： 环形壁，所述环形壁具有与所述旋转轴线共轴的纵向轴线； 第一定子环形凸缘，所述第一定子环形凸缘从所述环形壁径向地延伸到第一外径；和 第二定子环形凸缘，所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘隔开地且平行于 所述第一定子环形凸缘地从所述环形壁延伸，其中所述第二定子环形凸缘呈截头圆锥形， 具有与所述第一定子环形凸缘相对的环形内基面和位于所述第一定子环形凸缘的远侧的 环形外基面，其中所述环形内基面具有等于所述第一外径的外缘直径且所述环形外基面具 有大于所述第一外径的第二外径，其中所述第一定子环形凸缘、所述环形壁和所述第二定 子环形凸缘限定出用于所述螺线管的一体式线轴并且其中所述定子由铁磁材料形成，其中 所述差速器壳可围绕所述旋转轴线相对于所述定子旋转；和 次级线圈，所述次级线圈卷绕在所述定子周围，以响应于所述柱塞的位置而检测所述 螺线管中的电感。
22. 根据权利要求21所述的锁止式差速器组件，其中： 所述环形壁是圆筒状壁； 所述纵向轴线是圆筒轴线； 所述第一定子环形凸缘从所述圆筒状壁垂直于所述圆筒轴线延伸； 所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘隔开地且平行于所述第一定子环形 凸缘地从所述圆筒状壁延伸；并且 所述第一定子环形凸缘、所述圆筒状壁和所述第二定子环形凸缘限定出所述一体式线 轴。
23. 根据权利要求17所述的锁止式差速器系统，还包括： 定子，所述螺线管直接卷绕在其上；和 非接触式位置传感器，所述非接触式位置传感器配置在连接到所述定子的防旋转托架 上，其中所述非接触式传感器用于检测所述柱塞或固定于所述柱塞的靶的轴向位置。
24. 根据权利要求23所述的锁止式差速器系统，其中，所述非接触式位置传感器为霍 尔效应位置传感器。
【文档编号】B60K17/16GK104395126SQ201480001680
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】S·J·科克伦, D·S·弗雷泽, C·R·希尔曼, J·K·范德沃特 申请人:伊顿公司