CN101408245A - 车辆排挡机构 - Google Patents

Abstract

一种车用排挡机构，用以驱动变速箱中离合器的离合作动及排挡鼓的挡位变换，该车用排挡机构包括连动该排挡鼓的凸轮轴、致动该凸轮轴使其转动一周同时令该排挡鼓变换一个挡位的致动马达、以及连接于该凸轮轴而与其同轴转动并供顶压于该离合器释放致动件而致动该离合器的释放及接合的凸轮，该凸轮具有对称的轮廓，而令该凸轮轴可藉由该致动马达以同一方向转动一周同时达成该离合器的作动及该排挡鼓排挡的变换。

Description

车辆排挡机构

技术领域

本发明涉及一种车用排挡机构，更具体的是，涉及一种将变速箱中离合器的作动及排挡鼓的档位变换的动力源整合为同一致动马达的车用排挡机构。

背景技术

就现今具有手自排(AMT)机构的车辆而言，排档的原理在于变速箱中的自动离合作动器控制离合器的咬合或松脱，且藉由自动排档作动器控制排档鼓转动以进行排挡。而离合器及排挡鼓均各有一组作动器以及马达来推进，然而AMT机构中采用至少两组以上的作动器及马达，不但会在空间的配置上受到很大的限制，且设置两组的作动器及马达也会导致成本的增加。

而鉴于上述缺点，有业者推出一种ATV的AMT系统，就节省空间及成本的前提下，采用单马达的驱动系统，以马达正反转的方式完成排挡挡位的变换以及离合器的离合，该马达系驱动棘爪及藉弹簧回复到原位的方式来连动排挡鼓进行排挡，及藉由与棘爪连结的摇臂连动离合器凸轮来进行离合。

上述的单一马达虽然初步解决了变速箱中设置双马达所造成空间配置及成本上的问题，但完成一次挡位的变换马达却必须有正转及反转两种不同的转向，于连续排挡时会有延误现象而产生顿挫感。

且摇臂藉由棘爪回复弹簧的力量来连动离合器凸轮，会导致离合器凸轮的线性效果不佳，且经由摇臂的传送，亦会使得马达至离合器凸轮的累积精度变差。

再者，排挡鼓的被驱动系由棘爪来推动，必须藉弹簧推动回复到原位后才能再次驱动，于连续排档时，可能会因弹簧回复不及，而使得藉由此种排挡系统的车辆于连续排挡上受到限制。

因此，如何改善以上种种缺点，为需要考虑的课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的一目的在于提供一种可利用单一马达即可完成变速箱中离合器的离合及排挡鼓的挡位变换的车用排挡机构。

本发明的再一目的为提供一种可使所用的马达保持同一转动方向，即可完成一次挡位变换的车用排挡机构车用排挡机构。

本发明的又一目的为提供一种车用排挡机构，其挡位变换顺畅以利连续排挡。

本发明的另一目的为提供一种车用排挡机构，使离合器可精确的被马达所带动。

为达上述目的，本发明提供一种车用排挡机构，用以驱动变速箱中离合器的离合作动及排挡鼓的档位变换，该离合器并具有供致动离合的离合器致动件，该车用排挡机构包括：凸轮轴，其系连动于该排挡鼓；致动马达，驱动该凸轮轴，令凸轮轴转动一周同时使该排挡鼓变换一个档位；以及凸轮，连接于该凸轮轴而与其同轴转动并供顶压于该离合器的离合器致动件而致动该离合器的释放及接合，该凸轮具有对称的轮廓，而令该凸轮轴可藉由该致动马达以同一方向转动一周同时达成该离合器的作动及该排挡鼓排挡的变换。

相较于现有技术中排挡鼓与离合器分别要用一马达去致动而造成变速箱中空间配置的困扰、及成本的增加，本发明的车辆排挡机构，以单一马达即可同时达成排挡鼓的挡位变换以及离合器的离合作动。

即使现有技术中有提出一种以单一马达可达成排挡鼓的换挡及离合器的离合作动者，但其马达必须于一次的档位变换中正转以及反转，而使得排挡中会发生顿挫，不利于连续排挡。

本发明的车辆排挡机构，马达带动凸轮同向旋转一周可同时完成排挡鼓的一个挡位的变换，且无论马达转向为何，凸轮由于具有对称的轮廓因此可同样的致动离合器进行离合的作动，于连续换挡中，马达可不须如现有技术一般频繁地改变转向，而使得即使于连续换挡的状态下，挡位的变换也可保持顺畅。

现有技术中是以连接于棘爪的摇臂来推动凸轮致动离合器，因而有离合器凸轮线性效果差以及马达传动精度低的缺点，本发明的车辆排挡机构，致动马达是与用以顶压该离合器顶轴的凸轮同轴转动，而使得凸轮具有良好的线性，且该致动马达亦可因此对离合器具有高度的控制精度。

现有技术的排挡机构不利于连续排挡的因素，除了前述一次变换挡位马达必须正转及反转外，排挡鼓的回转系仰赖与其连接的弹簧的弹力，于连续排挡下，弹簧经常有回复不及而使得连续排档的速度受到了限制，本发明的车辆排挡机构，马达带动该凸轮转动一圈即可使该排挡鼓变换一个挡位，因而有利控制排挡时间的快慢以及时机。

由上可知，本发明的车辆排挡机构，可解决现有技术的缺点，因此具有高度产业利用价值。

附图说明

图1显示本发明的车用排挡机构的一较佳具体实施例示意图；

图2显示本发明的车用排挡机构用以致动离合器离合作动的凸轮；以及

图3及图4显示本发明的车用排挡机构的第二实施例。

具体实施方式

以下藉由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，所属技术领域的普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。

第一实施例

请参阅图1，本发明的车辆排挡机构，用以驱动变速箱1的离合器2的离合作动及排挡鼓4的档位变换，该离合器2并具有供致动离合的离合器致动件21、22，本发明的车辆排挡机构可包括：凸轮轴31，连动该排挡鼓4；致动马达3，驱动该凸轮轴31，令该凸轮轴31转动一周同时使该排挡鼓4变换一个档位；以及凸轮32，连接于该凸轮轴31而与其同轴转动并供顶压该离合器2的离合器致动件21，再藉由离合器致动件21顶压设于该离合器致动件21上方的离合器2的释放轴承致动件22及设于该释放轴承致动件22的离合器释放轴承26，进而使该离合器2进行离合作动，该凸轮32可具有对称的轮廓，而令该凸轮轴31可藉由该致动马达3以同一方向转动一周同时达成该离合器2的离合作动及该排挡鼓4排挡的变换。

该离合器致动件21及释放轴承致动件22可包括杆体，且该离合器释放轴承26及释放轴承致动件22系位于该离合器致动件21上方而受到离合器致动件21的顶压，该离合器致动件21的底部可具有一顶压座23，该变速箱1中系设有对应该顶压座23外侧环周的导座25，以使该顶压座23受到约束仅能作直线往复运动。而该顶压座23底部则转动结合有一滚轮24，藉由该滚轮24与该凸轮32滚动接触可减少阻力。

该离合器2可为湿式多板离合器组，具有用以将引擎动力传入的离合器主动体28a、及用以将引擎动力传送至变速箱1的离合器从动体28b。该离合器2并具有伸入该离合器2中以将引擎动力传递至变速箱1的变速箱输入轴29。该离合器主动体28a上可具有齿轮27可以一体在该变速箱输入轴29上空转，离合器从动体28b则锁在变速箱输入轴29上。离合器主动体28a上复可具有来令片281，而该从动体28b则可具有磨擦片282以与该来令片281磨擦接触，且该离合器2系设有压紧弹簧284以于该来令片281及摩擦片282上方弹性设有一受该离合器2的释放轴承致动件22及释放轴承26所连动的压板283，当离合器2的释放轴承致动件22未上顶时，离合器2系呈锁合状态，即压紧弹簧284的弹力系将压板283压制于该来令片281上而使从动体28b所具的磨擦片282和来令片281相锁合，引擎动力此时可经来令片281、磨擦片282及从动体28b输入到变速箱输入轴29。当离合器动动件21上顶时，离合器的释放轴承致动件22上顶而令该释放轴承26顶开该压板283，致使来令片281松开于该磨擦片282，藉此使引擎动力无法传入变速箱1。

该凸轮轴31驱动齿轮组35、36及齿轮组37、38以传递动力到排档鼓4控制排档过程的进退档，凸轮轴31与排档鼓4间的减速比与档位的数目设为相等。

该排档鼓4上缘可具有定位盘41，该定位盘41上可设有定位孔410，该变速箱1的壳体10则具有定位套11，该定位套11上具有定位钢珠110及弹簧111，该定位钢珠110可受弹簧111弹力压在定位盘41上，当排档鼓4旋转到入档的位置时定位孔410被定位钢珠110锁合，使排档鼓4可经旋转而被定位。排档时排档鼓4系推动变速箱1中所具的拨叉12、13、14来进行档位变换，排档鼓4的外缘并具有环绕设的凸轮槽42、43、44，于该拨叉12、13、14末端可设有拨叉导梢12a、13a、14a依序配合在凸轮槽42、43、44内，当排档鼓4旋转时该些凸轮槽推动该些拨叉在轴向移动，以变换档位。此外，变速箱外壳10上可设有档位侦测元件101来侦测档位。

请配合参阅图2，该凸轮32包括半径渐增开始接触该离合器致动件21的预备区段320、对称设于该预备区段两侧半径增幅固定且末段增幅渐缓的离合器释放作动区段321、以及设于该两作动区段之间半径保持一致的排挡鼓作动区段322。

该凸轮32于该预备区段320的初始段半径较短而无法触及设于该顶压座23底端的滚轮24，确保离合器2在锁合的状态时，变速箱1在空档或其他档位上，引擎动力藉由离合器2传送入变速箱1中。该凸轮32于预备区段320末段接触到设于离合器致动件21底部的顶压座23后，续经离合器作动区段321将该离合器致动件21向上顶压，而达成前述离合器2在被释放的状态，变速箱1与引擎动力的连结中断，准备进行换档。而该半径保持一致的排挡鼓作动区段322则使该离合器致动件21及释放轴承致动件22保持被顶压而离合器2被释放的状态，此时该排挡鼓4中系进行前述挡位变换的工作。而当该凸轮32转动至另一离合器作动区段321时，由于半径渐减，因此也导致离合器致动件21下降、离合器2锁合，此时引擎的动力再度藉由离合器2传送至变速箱1中。

另外，本发明的车辆排挡机构复可设有供马达控制用的位置回馈元件(图未示)以使得离合器2的释放及接合与排挡鼓4进退档可准确的同时完成。供马达控制用的位置回馈元件可设置在变速箱1的壳体10，或可装置在该致动马达3的转轴上。

第二实施例

请参阅图3，本实施例与该第一实施例系大致相同，所不同之处在于该凸轮轴31可设有一与该凸轮32同轴转动的平衡凸轮33，该平衡凸轮33与该凸轮32的轮廓系相互补，且该平衡凸轮33可供抵接于一接置于变速箱1的外壳的弹性装置34以获得弹性支撑，该弹性装置34可包括连接于车体的弹簧座340、设于该弹簧座340中的弹簧341、设于该弹簧341末端的支承座342、轴接于该支承座342并供滚动接触于该平衡凸轮33的滚轮343，该支承座342的环周可包覆有导引壳体344，藉此使该支承座342仅可作往复式的直线运动，进而弹性支撑该平衡凸轮33，而使该平衡凸轮33可于凸轮轴31转动时发挥抵消该凸轮32施于该凸轮轴31的大部份力矩，以避免凸轮轴31长期使用下产生弯曲变形的损坏。

请参阅图4，平衡凸轮33可包括以负向的凸轮32扬程来平衡离合器2释放作动的力量的离合器作动区段331、排挡鼓作动区段332、以及以负向的1/2凸轮32扬程来平衡离合器2释放作动的力量的预备区段333，以达到降低该致动马达3最大作用力的需求。

本发明的车辆排挡机构，马达带动凸轮同向旋转一周可同时完成排挡鼓的一个挡位的变换，且无论马达转向为何，凸轮由于具有对称的轮廓因此可同样的致动离合器进行离合的作动，于连续换挡中，马达可不须如现有技术一般频繁地改变转向，而使得即使于连续换挡的状态下，挡位的变换亦可保持顺畅。

现有技术中系以连接于棘爪的摇臂来推动凸轮致动离合器，因而有离合器凸轮线性效果差以及马达传动精度低的缺点，本发明的车辆排挡机构，致动马达系与用以顶压该离合器顶轴的凸轮同轴转动，而使得凸轮具有良好的线性，且该致动马达亦可因此对离合器具有高度的控制精度。

现有技术的排挡机构不利于连续排挡的因素，除了前述一次变换挡位马达必须正转及反转外，排挡鼓的转动系仰赖与其连接的弹簧的弹力，于连续排挡下，弹簧经常有回复不及而使得连续排档的速度受到了限制，本发明的车辆排挡机构，马达带动该凸轮转动一圈即可使该排挡鼓变换一个挡位，因而有利控制排挡时间的快慢以及时机。

由上可知，本发明的车辆排挡机构，可解决现有技术的缺点，因此具有高度产业利用价值。

以上所述的具体实施例，仅是用以例释本发明的特点及功效，而非用以限定本发明的可实施范畴，在未脱离本发明上述的精神与技术范畴下，任何运用本发明所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为下述权利要求所涵盖。

【附图标记说明】

1变速箱

10壳体

101挡位侦测元件

11定位套

110定位钢珠

111弹簧

12、13、14拨叉

12a、13a、14a  拨叉导梢

2离合器

21离合器致动件

22释放轴承致动件

23顶压座

24滚轮

25导座

26离合器释放轴承

28a离合器主动体

28b离合器从动体

281来令片

282磨擦片

283压板

284压紧弹簧

29变速箱输入轴

3致动马达

31凸轮轴

32凸轮

320预备区段

321离合器作动区段

322排挡鼓作动区段

33平衡凸轮

331离合器作动区段

332排挡鼓作动区段

333预备区段

34弹性装置

340弹簧座

341弹簧

342支承座

343滚轮

344导引壳体

35、36、37、38齿轮组

4排挡鼓

41定位盘

410定位孔

42、43、44凸轮槽

Claims (13)

1.一种车用排挡机构，用以驱动变速箱中离合器的离合作动及排挡鼓的档位变换，离合器并具有供致动离合的离合器致动件，其特征在于：

凸轮轴，其连动于排挡鼓；

致动马达，连结以驱动所述凸轮轴，令凸轮轴转动一周时对应使排挡鼓变换一个档位；以及

凸轮，连接于凸轮轴而与其同轴转动并供顶压于离合器的离合器致动件而致动所述离合器的释放及接合，凸轮具有对称的轮廓，而令凸轮轴可藉由致动马达以同一方向转动一周同时达成所述离合器的作动及排挡鼓排挡的变换。

2.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该凸轮包括半径渐增开始接触该离合器致动件的预备区段、对称设于该预备区段两侧半径增幅固定且末段增幅渐缓的离合器释放作动区段、以及设于该两作动区段之间半径保持一致的排挡鼓作动区段。

3.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该离合器致动件的底部具有一顶压座，该变速箱中设有对应该顶压座外侧环周以使该顶压杆座仅能作直线往复运动的导座。

4.如权利要求3所述的车用排挡机构，其特征在于，该顶压座底部转动结合有一供与该凸轮滚动接触的滚轮。

5.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该离合器至少具有用以自引擎传入动力的离合器主动体、及用以使动力传至变速箱的离合器从动体、该离合器具有至少一组来令片，且于该离合器中设有藉由压紧弹簧而弹性压制该来令片的压板，以锁合该离合器。

6.如权利要求5所述的车用排挡机构，其特征在于，该离合器还具有受该离合器致动件所顶压的释放轴承致动件及设于该释放轴承致动件的离合器释放轴承，该离合器释放轴承系供上顶于该压板而释放该离合器的来令片，进而中断离合器主动体与从动体间的连接。

7.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，还包括于该凸轮轴上具有与该凸轮同轴转动的平衡凸轮，其轮廓与该凸轮呈互补，并抵接于一接置于该变速箱的外壳的弹性装置以获得弹性支撑。

8.如权利要求7所述的车用排挡机构，其特征在于，该平衡凸轮包括以负向的该凸轮的扬程来平衡离合器作动的力量的离合器作动区段、排挡鼓作动区段、以及以负向的1/2凸轮扬程来平衡离合器作动的力量的初始区段。

9.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该凸轮轴系透过与其档位数目相等的减速比的齿轮组，而将动力传送至排挡鼓。

10.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该排档鼓上缘具有定位盘，该定位盘上设有定位孔，该变速箱的壳体具有定位套，该定位套上具有定位钢珠及弹簧，该定位钢珠受弹簧弹力压在定位盘上并随着该排档鼓的旋转而定位于该定位孔。

11.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，还包括设于该变速箱的壳体的位置回馈元件，以使得离合器的释放及接合与排挡鼓进退档可准确的同时完成。

12.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，还包括设于该致动马达的转轴的位置回馈元件，以使得离合器的释放及接合与排挡鼓进退档可准确的同时完成。

13.如权利要求1所述的车用排挡机构，其特征在于，该离合器连动件包括杆体。

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