用于可选择的单向离合器组件的三模式选择机构

摘要

一种用于可选择的单向离合器组件的模式选择器机构，包括在第一位置，第二位置以及第三位置之间可运动的操纵杆。操纵杆偏置装置在第一方向上偏置操纵杆。柱塞在反向上反作用于操纵杆偏置装置，以使操纵杆在与第一方向相反的第二方向上运动。柱塞由可变的液压信号促动。当所述可变的液压信号包括在第一流体压力和第二流体压力之间的流体压力时，所述操纵杆设置在所述第二位置中。当所述可变的液压信号包括大于所述第二流体压力的流体压力时，所述操纵杆设置在所述第三位置。当所述可变的液压信号包括小于所述第一流体压力的流体压力时，所述操纵杆设置在所述第一位置。

说明书

技术领域

本发明通常涉及可选择的单向离合器组件，更确切地说涉及一种用于使 可选择的单向离合器组件的滑板在第一模式位置，第二模式位置和第三模式 位置之间运动的模式选择器机构。

背景技术

可选择的单向离合器组件能够以第一旋转方向或第二相反的旋转方向 在输入构件和输出构件之间有选择地传递扭矩。另外，可选择的单向离合器 组件能够在第一方向和第二方向的一个或两个中自由飞转。

可选择的单向离合器组件典型地包括外环，围绕中心轴与外环同心的内 环，和多个设置在外环和内环之间的支柱。滑板设置在外环和内环之间，并 且在三不同的位置，即第一模式位置，第二模式位置和第三模式位置之间是 可动的。当在第一模式位置时，滑板通过内环和外环互连多个支柱以仅允许 在第一方向上的扭矩传递。当在第二模式位置时，滑板脱离多个支柱以允许 内环相对于外环在第一方向和第二方向上都自由飞转，当在第三模式位置 时，滑板通过内环和外环互连多个支柱以仅允许在第二方向上的扭矩传递。 模式选择器机构使滑板在第一模式位置，第二模式位置和第三模式位置之间 移动。

发明内容

提供了一种可选择的单向离合器组件。该可选择的单向离合器组件包括 外环和围绕中心轴与该外环同心的内环。多个支柱设置在外环和内环之间。 滑板与外环和内环同心并且设置在外环和内环之间。滑板可在第一模式位 置，第二模式位置和第三模式位置之间旋转地运动，以有选择地移动多个支 柱与外环和内环互锁接合和脱离互锁接合。当滑板处于第一模式位置时，该 多个支柱以互锁接合方式接合该外环和该内环，以在第一方向上在外环和内 环之间传递转矩。当滑板处于第二模式位置时，该多个支柱脱离该内环，以 允许该内环相对于该外环自由飞转。当滑板处于第三模式位置时，该多个支 柱以互锁接合方式接合该外环和该内环，以在与第一方向相反的第二方向上 在外环和内环之间传递转矩。模式选择器机构被配置为用于使滑板在第一模 式位置，第二模式位置和第三模式位置之间移动。模式选择器机构包括一操 纵杆(lever)，该操纵杆与滑板耦接并且在使滑板位于第一模式位置的第一 位置，使滑板位于第二模式位置的第二位置，以及使滑板位于第三模式位置 的第三位置之间是可动的。操纵杆偏置装置使操纵杆在第一方向上偏置。柱 塞在反向上反作用于操纵杆偏置装置，以使操纵杆在与第一方向相反的第二 方向上移动。柱塞通过可变的液压信号促动。

还提供了用于使可选择的单向离合器组件的滑板在第一模式位置，第二 模式位置和第三模式位置之间移动的模式选择器机构。模式选择器机构包括 底座，和与该底座可滑动地耦接的操纵杆。该操纵杆相对于底座在被配置为 用于将滑板定位在第一模式位置的第一位置，配置为用于将滑板定位在第二 模式位置的第二位置，以及被配置为用于将滑板定位在第三模式位置的第三 位置之间是可动的。操纵杆偏置装置在第一方向上偏置操纵杆。柱塞在反向 上反作用于操纵杆偏置装置，以使操纵杆在与第一方向相反的第二方向上运 动。柱塞是由可变的液压信号促动的。当可变的液压信号包括在第一流体压 力和第二流体压力之间的流体压力时，该操纵杆被设置第二位置中。当可变 的液压信号包括大于第二流体压力的流体压力时，操纵杆被设置在第三位置 中。当可变的液压信号包括小于第一流体压力的流体压力时，操纵杆被设置 在第一位置中。

提供了用于使可选择的单向离合器组件的滑板在第一模式位置，第二模 式位置和第三模式位置之间移动的模式选择器机构。该模式选择器机构包括 底座和操纵杆。该操纵杆包括第一端部和设置成沿着操纵杆的纵轴与第一端 部反向的第二端部，以及限定凹口的外边缘。该操纵杆与底座可滑动地耦接。 该操纵杆相对于底座在被配置为用于将滑板定位在第一模式位置的第一位 置，被配置为用于将滑板定位在第二模式位置的第二位置，以及被配置为用 于将滑板定位在第三模式位置的第三位置之间是可动的。制动器(detent) 被配置为用于接合操纵杆的外边缘中的凹口。制动器偏置装置互连制动器和 底座。该制动器偏置装置被配置为用于使制动器偏靠操纵杆的外边缘。操纵 杆偏置装置被设置成抵靠和接合操纵杆的第一端部。该操纵杆偏置装置沿第 一方向偏置操纵杆。柱塞被设置成抵靠并接合操纵杆的第二端部。柱塞在反 向上反作用于操纵杆偏置装置，以在与第一方向相反的第二方向上使操纵杆 运动。柱塞由可变的液压信号促动。当可变的液压信号包括在第一流体压力 和第二流体压力之间的流体压力时，操纵杆被设置在第二位置。当可变的液 压信号包括大于第二流体压力的流体压力时，操纵杆被设置在第三位置。当 可变的液压信号包括小于第一流体压力的流体压力时，操纵杆被设置在第一 位置。制动器接合凹口，以当可变的液压信号在第一流体压力和第二流体压 力之间时将操纵杆固定在第二位置。

因此，该模式选择器机构仅利用单个流体压力源以给柱塞提供可变的液 压信号。因为操纵杆偏置装置在反向上反作用于柱塞以使操纵杆运动，不需 要另外的流体压力源，从而减少模式选择器机构的复杂性并降低了模式选择 器机构的成本。

本发明的以上特征和优点以及其他特征从以下用于实现本发明的当与 附图接合理解时的最佳模式的详细描述是容易变得显而易见的。

附图说明

图1是可选择的单向离合器组件的示意性的分解透视图；

图2是模式选择器机构的示意性的透视图；

图3是模式选择器机构的示意性的横截面视图，其示出了处于第一位置 的模式选择器机构的操纵杆；

图4是模式选择器机构的示意性的横截面视图，其示出了处于第二位置 的模式选择器机构的操纵杆；

图5是模式选择器机构的示意性的横截面视图，其示出了处于第三位 置；的模式选择器机构的操纵杆

图6是模式选择器机构的替代实施例的示意性的横截面视图。

具体实施方式

参照附图，其中相同的标记在几幅视图中表示相同的部件，可选择的单 向离合器组件总体地用20表示。单向离合器组件20能够仅沿第一旋转方向， 仅沿第二旋转方向(与第一旋转方向相反)在第一构件和第二构件之间传递 转矩，或者可替代地不允许在第一构件和第二构件之间的扭矩传递，即允许 第一构件和第二构件相对于彼此自由飞转。

参照图1，该可选择的单向离合器组件20包括外环22和内环24。内环 24围绕中心轴线26与外环22同心。外环22包括具有多个径向向外突出的 齿或花键30的外壁28，所述齿或花键被配置为与优选固定的或接地的轮毂 (未示出)的狭槽或凹槽配合。内环24包括具有多个径向地向内突出的齿 或花键34的内壁32，所述齿或花键被配置为与主体(例如但不限于传动轴 (未示出))的狭槽或凹槽配合。

外环22限定了与中心轴线26同心的连续的环形槽36。该环形槽36包 括多个围绕中心轴线26环状设置并且从中心轴线26径向间隔等距离的井式 孔38。多个井式孔38的每个支撑多个支柱40的一个。该多个支柱40设置 在外环22和内环24之间。多个支柱40的每个都包括具有通常为圆柱体的 中心枢轴部分42，第一翼板部分44和第二翼板部分46。第一翼板部分44 从中心枢轴部分42向外延伸，第二翼板部分46在相反方向上从中心枢轴部 分42向外延伸，然而通常与第一翼板部分44是共面的。支柱弹簧48设置 在外环22和第一翼板部分44和第二翼板部分46之一之间的多个井式孔38 的每个中，以将第一翼板部分44和第二翼板部分46之一向外远离外环22 偏置，从而引起第一翼板部分44和第二翼板部分46的另一个围绕中心枢轴 部分42并且向内朝向外环22枢转。

内环24限定了多个形状和尺寸类似于由外环22限定的多个井式孔38 的凹陷50。多个凹陷50的每个与多个支柱40的每个对准。因此，当支柱 40的第一翼板部分44或第二翼板部分46之一远离外环22向外偏置时，第 一翼板部分44或第二翼板部分46接合凹陷50，以在外环22和内环24之间 传递扭矩。

滑板52被设置在外环22和内环24之间，并且围绕中心轴线26与外环 22和内环24同心。该滑板52限定多个窗部54，多个窗部54的每个与多个 支柱40的一个对准。窗部54允许支柱40的第一翼板部分44或第二翼板部 分46延伸穿过滑板52并以互锁接合方式接合内环24的凹陷50。

滑板52进一步地包括远离中心轴线26径向地向外延伸的凸片56。凸 片56可延伸穿过细长狭槽58，该狭槽58延伸穿过外环22的外壁28。凸片 56由以下更详细描述的模式选择器机构60接合，以使滑板52围绕中心轴 线26旋转。

滑板52可围绕中心轴线26在第一模式位置，第二模式位置和第三模式 位置之间旋转地运动。滑板52在第一模式位置，第二模式位置和第三模式 位置之间旋转，以有选择地移动多个支柱40与外环22和内环24进行互锁 接合和脱开互锁接合。

当滑板52设置在第一模式位置时，该支柱40的第一翼板部分44被定 位为延伸穿过滑板52的窗部54并且以互锁接合方式接合内环24用于在第 一旋转方向上传递转矩。当在第一模式位置时，内环24可相对于外环22在 第二旋转方向上自由飞转。因而，扭矩可仅在第一旋转方向上传递。因此， 当滑板52处于第一模式位置时，多个支柱40以互锁接合方式接合外环22 和内环24，以沿第一旋转方向在外环22和内环24之间传递转矩。当滑板52 设置在第二模式位置时，第一翼板部分44和第二翼板部分46都被定位为没 有延伸穿过滑板52的窗部54，从而允许内环24和外环22相对于彼此自由 飞转，并且不在内环24和外环22之间传递扭矩。因此，当滑板52处于第 二模式位置时，所述多个支柱40从内环24脱开，以允许内环24相对于外 环22自由飞转。当滑板52设置在第三模式位置时，支柱40的第二翼板部 分46被定位为延伸穿过滑板52的窗部54并以互锁接合方式接合内环24， 以在第二旋转方向上传递转矩，该第二旋转方向与第一旋转方向相反。当在 第三模式位置时，内环24可在第一旋转方向上相对于外环22自由飞转。因 而，扭矩可仅在第二旋转方向上传递。因此，当滑板52处于第三模式位置 时，多个支柱40以互锁接合方式接合外环22和内环24，以在第二旋转方向 上在外环22和内环24之间传递转矩。

应当认识到，第一方向可包括顺时针方向或者逆时针方向，且第二方向 将包括顺时针方向和逆时针方向的另一方向。例如，如果第一方向被定义为 顺时针方向，那么第一模式位置在顺时针方向上在外环22和内环24之间传 递扭矩，而第三模式位置在逆时针方向上在外环22和内环24之间传递扭矩。

卡环59邻近内环24被设置在内环24的与滑板52相反的轴向侧面上。 卡环59以互锁接合方式接合外环22以将滑板52和内环24固定在外环22 的环形凹槽36内，并且将支柱40和支柱弹簧48夹在外环22和滑板52之 间的井式孔38内。

上述的且如图1所示的可选择的单向离合器组件20是单向离合器的示 例性实施例。因而，应当认识到，可选择的单向离合器组件20可被不同于 本文中所示和所述地配置和操作。因此，权利要求的范围不应当限于本文中 所示和所述的可选择的单向离合器组件20的该示例性实施例。

参照图2到5，模式选择器机构60被耦接到滑板52并且被配置为使滑 板52在第一模式位置，第二模式位置和第三模式位置之间运动。模式选择 器机构60可直接附连到外环22，或可附连到一个其他的构件，以及仅直接 附连到滑板52。

模式选择器机构60包括底座62。底座62可以任何合适的满足设计考 虑和封装限制要求的方式进行成形和/或配置。底座62可限定一个或多个流 体通道，用于在压力下穿过其传送液压流体。

模式选择器机构60包括操纵杆64。操纵杆64被耦接到滑板52，并且 可在如图3所示的第一位置，如图4所示的第二位置以及如图5所示的第三 位置之间运动。当在第一位置时，操纵杆64使滑板52位于第一模式位置。 当处于第二位置时，操纵杆64使滑板52位于第二模式位置。当处于第三位 置时，操纵杆64使滑板52位于第三模式位置。

操纵杆64限定了尺寸为与滑板52的凸片56紧密配合并且接收滑板52 的凸片56的狭槽66。因此，滑板52的凸片56设置在操纵杆64的狭槽66 内以使操纵杆64沿着操纵杆64的纵向轴线68在第一位置，第二位置和第 三位置之间的运动引起滑板52围绕中心轴线26在第一模式位置，第二模式 位置和第三模式位置之间旋转。操纵杆64沿着与操纵杆64的纵向轴线68 平行的平面移动。操纵杆64的纵向运动使滑板52的凸片56移动，其引起 滑板52围绕中心轴线26旋转。因此，应当认识到，当操纵杆64在第一位 置，第二位置和第三位置之间移动时，存在滑板52的凸片56在操纵杆64 的狭槽66内相对于操纵杆64径向向内和向外的稍微的径向运动。

操纵杆64包括第一端部70和第二端部72。第二端部72沿着操纵杆64 的纵向轴线68设置成与第一端部70相反。操纵杆偏置装置74设置成抵靠 并接合操纵杆64的第一端部70。操纵杆偏置装置74沿由箭头76指示的第 一纵向方向上偏置操纵杆64。操纵杆偏置装置74可包括但不限于盘簧等。

柱塞78设置成抵靠并接合操纵杆64的第二端部72。柱塞78在反向上 反作用于操纵杆偏置装置74，以使操纵杆64在由箭头80指示的第二纵向方 向上运动。第二纵向方向与第一纵向方向相反。柱塞78是通过可变的液压 信号促动的。该可变的液压信号在此被限定为具有可变的流体压力的液压信 号。当可变的液压信号包括在第一流体液力和第二流体压力之间的流体压力 时，操纵杆64被设置在第二位置中。第一流体压力可包括但不限于等于三 十磅/平方英寸(30psi(每平方英寸磅数))的值，并且第二流体压力可包括 但不限于等于五十磅/平方英寸(50psi(每平方英寸磅数))的值。因此，对 于这个例子，如果可变的液压信号包括在三十磅/平方英寸(30psi)和五十 磅/平方英寸(50psi)之间的流体压力，那么柱塞78反作用于操纵杆偏置装 置74以将操纵杆64定位在第二位置，从而将滑板52定位在第二模式位置。 当可变的液压信号包括大于第二流体压力的流体压力时，操纵杆64被设置 在第三位置。因此，对于这个例子，如果第二流体压力包括等于五十磅/平 方英寸(50psi)的值并且可变的液压信号包括大于五十磅/平方英寸(50psi) 的流体压力，那么柱塞78反作用于操纵杆偏置装置74以将操纵杆64定位 在第三位置，从而将滑板52定位在该第三模式位置。当可变的液压信号包 括小于第一流体压力的流体压力时，该操纵杆64被设置在第一位置。因此， 对于这个例子，如果第一流体压力包括等于三十磅/平方英寸(30psi)的值 并且该可变的液压信号包括小于三十磅/平方英寸(30psi)的液压压力，那 么柱塞78反作用于操纵杆偏置装置74，以将操纵杆64定位在第一位置，从 而将滑板52定位在第一模式位置。应当认识到，第一流体压力和第二流体 压力可被限定为等于不是在本文中以上所述的任何适当的流体压力。

该模式选择器机构60可包括制动器82，84。该制动器82，84被配置 为用于当可变的液压信号在第一流体压力和第二流体压力之间时接合操纵 杆64并且将操纵杆64固定在第二位置。因此，制动器82，84防止操纵杆 64移动，直到可变的液力信号增加到超过第二流体液力，或降低到低于第 一流体压力。

操纵杆64可包括限定凹口88，90的外边缘86。当操纵杆64处于第二 位置时，该凹口88，90接合制动器82，84。当操纵杆64处于第一位置或 者第三位置时，该凹口88，90与制动器82，84脱开。如所示，凹口88， 90包括第一凹口88和第二凹口90。第二凹口90设置成从第一凹口88跨操 纵杆64的纵向轴线68与第一凹口88相对。制动器82，84包括第一制动器 82和第二制动器84。第二制动器84设置成从第一致动器82跨操纵杆64的 纵向轴线68与第一致动器82相对。当操纵杆64处于第二位置时，第一制 动器82接合第一凹口88，当操纵杆64处于第二位置时，第二制动器84接 合第二凹口90。

模式选择器机构60可进一步包括制动器偏置装置92。制动器偏置装置 92互连制动器82，84和底座62。制动器偏置装置92被配置为用于使制动 器82，84偏靠操纵杆64。更具体地，制动器偏置装置92被配置为用于使 制动器82，84偏靠操纵杆64的外边缘86并且与凹口88，90压接合。制动 器偏置装置92可包括例如如图5所示的棒簧(bar spring)94或例如如图6 中的模式选择器机构60的替代实施例所示的盘簧96中的一种。

制动器82，84可包括滚动元件98，用于接合操纵杆64的外边缘86。 该滚动元件98可在操纵杆64在第一位置，第二位置和第三位置之间的纵向 运动的过程中相对于操纵杆64的外边缘86旋转。该滚动元件98可包括圆 筒形辊子100，如图5所示，或可包括球状辊子102，如图6中的模式选择 器机构60的替代实施例中所示的。

尽管已经详细描述了用于实现本发明的最佳模式，但是熟知本发明涉及 的领域的人员将认识到用于实现本发明的各种替代设计和实施例在附属权 利要求的范围内。