电磁驱动离合器的制作方法与工艺

本发明总体上涉及一种爪形离合器驱动机构（dogclutchactuationmechanism），具体涉及一种用于机动车辆车轴的锁定差动机构（lockingdifferentialmechanism）。

背景技术：
转动组件通常需要离合器将扭矩和转动从一个转动组件传递至另一个转动组件。离合器部件可以是在接合过程中不允许转动组件之间存在任何滑脱的摩擦片或者爪形离合器。扭矩传递离合器的常见汽车应用包括变速器、分动箱、空调压缩机、动力输出装置等等。扭矩传递离合器通常还用在例如工业电动机、输送机、农业设备和草坪修剪设备这样的非汽车应用中。扭矩传递离合器可以通过压缩空气、液压油、机械杠杆或磁驱动接合。许多电子可控的扭矩传递离合器利用电磁线圈驱动锁定机构。当小的可移动的线圈用于接合爪形离合器锁定机构时，能够作为气隙（airgap）的函数生成的磁力也很小。因此，有必要扩大线圈的移动从而提供较大位移（displacement）的锁定机构。需要一种扩大线圈的轴向位移以在大的位移行程（largedisplacementstroke）上操作的机构，例如杠杆机构，其提供例如爪形离合器这样的锁定机构。

技术实现要素：
一种离合器机构，包括：用于产生电磁场的线圈；固定不转动的锁环；能够与锁环接合的齿轮；以及杠杆，该杠杆对通过使线圈通电产生的电磁场作出响应而枢转、使锁环与齿轮接合并且保持齿轮不转动。由于使用杠杆带来的机械优点，由线圈产生的电磁场的强度相对于传统应用有所减小，从而允许使用较小的、具有较少铜、较低重量和小得多的包装尺寸的线圈。根据以下详细的说明书、权利要求书和附图，优选实施例的适用范围将显而易见。应当理解的是，说明和具体的实施例尽管表明本发明的优选实施方式，但仅通过说明的方式给出。对说明的实施方式和实施例的各种改变和修饰对所属领域的技术人员来说将是显而易见的。附图说明结合附图并参照以下说明，本发明将更加容易理解，其中：图1是应用于汽车车轴差动机构中的移动线圈电磁爪形离合器的分解透视侧视图；图2是沿差速器箱和线圈的径向平面的剖面图，表示最初的气隙；图3是表示处在线圈断电并且离合器解离位置的离合器驱动机构的剖面图；图4是表示在线圈通电并且机构处在其朝向侧齿轮的轴向位移的行程中点（mid-stroke）位置的情况下的离合器驱动机构的剖面图；图5是表示线圈通电并且离合器机构处在其与和侧齿轮的爪形齿啮合的锁环的爪形齿完全锁定的接合行程的尽头的剖面图；图6是杠杆的透视图；图7是表示由线圈作为线圈气隙的函数生成的轴向力以及线圈克服回位弹簧力所需要的力的变化的图表；以及图8是表示锁环和差速器箱上有角度的表面的分解透视侧视图。具体实施方式现在参照附图，图1所示为后车轴锁定差动机构10，其中一个或多个侧齿轮12、14选择性地转动地固定至差速器箱外壳16。说明书涉及不转动地固定左箱16的侧齿轮12，但侧齿轮12或14可以选择性地固定至右箱18或左箱16。右侧齿轮14的齿轮齿与一个小锥齿轮20的齿轮齿啮合。贯穿箱18的壁的齿轮轴22支承小锥齿轮22围绕齿轮轴22的圆柱面转动。转动地固定至箱16的锁环24可以在差速器箱16中轴向移动。位于锁环24和右箱18中的弹簧座之间的回位弹簧26提供弹力29，该弹力29在位于线圈组30中的电磁线圈28断电时保持锁环24与侧齿轮12脱离。当线圈28通电时，电流流过线圈绕组产生磁力，作用于左（LH）差速器箱16，轴向移动线圈并朝LH差速器箱16拉动线圈。围绕轴34成角度地间隔并位于LH差速器箱16中的三个杠杆32由圆形挡圈36保持。这三个杠杆32每一个都可以围绕它们自己的轴38枢转，但它们都在另一个方向固定至LH差速器箱16。杠杆32在上凸轮表面40接触推力轴承33并且在下凸轮表面42接触锁环24，凸轮表面在杠杆32上形成。图3表示线圈断电、线圈28和箱16的邻接面之间的气隙45最大并且离合器解离情况下的离合器驱动机构44。图4表示线圈通电、机构44处在朝向侧齿轮12的轴向方向的行程中点情况下的离合器驱动机构44。图5表示线圈通电、机构44处在其与和侧齿轮12的爪形齿48啮合的锁环24的爪形齿46完全锁定状态的接合行程的尽头的离合器驱动机构44。当线圈28通电时，线圈朝LH差速器箱16移动，并且其轴向运动通过杠杆32传递至锁环24。锁环24的位移是线圈位移以及上、下凸轮表面40、42的表面轮廓的函数。锁环24的位移总体上是如图7所示的非线性的。图7是表示由线圈28作为线圈气隙45的函数生成的轴向力50以及线圈克服回位弹簧力29所需要的力52的变化的图表。总的锁环位移会明显大于总的线圈位移，因此可以使用较小的初始线圈气隙45。由于初始线圈气隙45很小，线圈28的尺寸也可以很小，导致较少的铜或其它电导体。当锁环24的齿46与侧齿轮12的背面上的齿48啮合时，侧齿轮不能相对于箱16转动，因为锁环固定至箱不转动。然后差动机构10处在锁定状态。当线圈28断电时，回位弹簧26在锁环24上提供轴向力29，使锁环移动脱离与侧齿轮12的啮合接合。由于通过杠杆元件的上、下凸轮表面40、42获得的杠杆倍增，施加在线圈28上的回位弹簧力29增大。当线圈通电时，机械固位特征（mechanicalretentionfeature）保持锁环24与侧齿轮12的啮合。如图8所示，有角度的表面60、62在锁环的每一条径向支腿64上形成，有角度的表面66、68在箱16的每个配合凹槽70上形成。锁环24通过将每个径向支腿64适配在其中一个凹槽70中而固定至箱16不转动，差速器箱16紧固至车辆结构。当扭矩施加至锁环24时，由于其与侧齿轮12的接合，锁环24的倾斜表面60、62与箱凹槽70的倾斜表面66、68之间的接触产生施加在箱上并具有轴向分量的力。每当扭矩在侧齿轮12和锁环24之间传递时，该轴向力分量保持锁环齿46与侧齿轮齿48紧固啮合接合。根据专利法规的规定，已经对优选实施例进行了说明。然而，应当注意的是除了具体说明和描述之外，可以实施替换的实施例。