CN102454779A

CN102454779A - 自动变速器的驻车机构

Info

Publication number: CN102454779A
Application number: CN2011103094308A
Authority: CN
Inventors: Y.尹; J.林; H.胡尔; J.尹
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: JP5405428B2; KR101350672B1; JP2012081933A; CN102454779B; KR20120038908A

Abstract

本发明提供一种自动变速器的驻车机构，能够抑制拔出力作用时的驻车杆的弹性变形，并提高强度可靠性。该自动变速器的驻车机构(1)通过设置于驻车杆(10)的爪部(13)与驻车齿轮(20)的齿部(21)卡合或释放，从而旋转固定上述驻车齿轮(20)，其中，上述驻车杆(10)与所述爪部(13)邻接，设置有通过上述驻车杆(10)的弹性变形与上述齿部(21)接触的突起部(14)。

Description

自动变速器的驻车机构

技术领域

本发明涉及一种自动变速器的驻车机构，其通过设置于驻车杆的爪部与驻车齿轮的齿部卡合或释放，从而旋转固定驻车齿轮。

背景技术

目前，公知有如下的自动变速器的驻车机构，即、相对于设置于自动变速器的输出轴的驻车齿轮，使驻车杆的爪部卡脱，从而进行输出轴的旋转、停止(例如，参照文献1)。

在该驻车机构中，对于驻车杆而言，一端通过设置于变速箱的转动轴而转动自如地被保持，另一端通过使驻车杆转动的楔件可卡脱地被支承。

专利文献1：(日本)特开2009-236201号公报

通常，驻车机构的齿部及爪部均为渐开线形状。因此，若要使驻车齿轮旋转的力产生作用，则沿垂直方向要解除驻车的力(拔出力)就作用于驻车杆的爪部。由此，驾驶员通过变速杆从驻车挡位选择变更至其它的档位，由此，楔件向驻车杆和楔件轴线方向移动，若驻车杆和楔件脱离接触，则成为驻车一定能够解除的结构。

但是，在现有的自动变速器的驻车机构中，驾驶员通过变速杆选择驻车挡位，在使自动变速器的输出轴不能旋转的锁止状态下，通过在车辆倾斜状态下的驻车等，有时要使驻车齿轮旋转的转矩会产生作用。此时，通过垂直作用于驻车杆的爪部的拔出力，作用于爪部的垂直负载作为弯曲负载作用于驻车杆，因此，驻车杆以楔件和转动轴为支点产生弹性变形。

另外，若车辆倾斜角度变大等且该弹性变形量增大，则有可能使驻车杆的负荷增大而强度可靠性降低。另外，为了抑制弹性变形量而考虑增加驻车杆的板厚，但是，在该情况下，产生重量增加或成本增加等问题。

发明内容

本发明是着眼于上述问题设立的，因此，其目的在于提供一种自动变速器的驻车机构，其能够抑制拔出力作用时的驻车杆的弹性变形，并提高强度可靠性。

为了实现上述目的，在本发明的自动变速器的驻车机构通过设置于驻车杆的爪部与驻车齿轮的齿部卡合或释放，从而旋转固定所述驻车齿轮，其特征在于，所述驻车杆与所述爪部邻接，并设置有通过所述驻车杆的弹性变形而与所述齿部接触的突起部。

因此，在本发明中，在与驻车杆的爪部邻接的位置，设置有通过该驻车杆的弹性变形而与驻车齿轮的齿部接触的突起部。因此，能够通过突起部支承沿垂直方向作用的力，并能够抑制爪部的弹性变形。

即、与爪部邻接设置的突起部在比支承驻车杆的位置更接近沿垂直方向作用的力的力点位置的位置与驻车齿轮接触而进行支承。因此，能够缩短从拔出力输入位置至拔出力支承位置的距离，减少驻车杆的弯矩及弯曲量。

其结果，能够抑制拔出力作用时的驻车杆的弹性变形，并提高强度可靠性。

附图说明

图1是表示实施例1的自动变速器的驻车机构的说明图；

图2(a)是表示实施例1的自动变速器的驻车机构的驻车齿轮和驻车杆的说明图，图2(b)是图2(a)的A部放大图；

图3是表示驻车杆的立体图；

图4是说明自动变速器的驻车机构的等待机构的说明图，其中，图4(a)表示锁止状态，图4(b)表示等待状态；

图5是表示在上坡路驻车时的驻车齿轮和驻车杆的说明图；

图6是说明在比较例的驻车机构产生驻车齿轮旋转力时的说明图，其中，图6(a)是表示驻车锁止状态，图6(b)是表示产生拔出力时，图6(c)是表示产生驻车杆变形时，图6(d)是表示驻车齿轮越上状态；

图7是比较例的驻车机构的弯矩图；

图8是说明在实施例1的自动变速器的驻车机构产生驻车齿轮旋转力时的说明图，其中，图8(a)表示驻车锁止状态，图8(b)表示产生拔出力时，图8(c)表示产生驻车杆变形时，图8(d)表示突起部接触状态；

图9是实施例1的自动变速器的驻车机构的弯矩图；

图10是表示在下坡时在实施例1的自动变速器的驻车机构的突起部接触状态的主要部分的放大图。

符号说明

1驻车机构

2手动杆

3手动板

4锁止杆

7楔件

10驻车杆

11转动轴

12楔件接受部

13爪部

14突起部

20驻车齿轮

21齿部

21a齿顶面

Fα使驻车齿轮旋转的力

F1拔出力

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施例1对用于实施本发明的自动变速器的驻车机构的方式进行说明。

(实施例1)

首先，对构成进行说明。

图1是表示实施例1的自动变速器的驻车机构的说明图，图2(a)是表示实施例1的自动变速器的驻车机构的驻车齿轮和驻车杆的说明图，图2(b)是图2(a)的A部放大图，图3是表示驻车杆的立体图。

图1所示的自动变速器的驻车机构1配置于变速箱1a内，具有：手动杆2、手动板3、锁止杆4、驻车杆10、驻车齿轮20。

上述手动杆2可摆动地安装于变速箱1a，且经由选择杆5与变速杆6联结。而且，与驾驶员进行变速杆6的操作联动而摆动。

上述手动板3与手动杆2联结，与手动杆2一体移动并使锁止杆4沿轴方向进退移动。

对于上述锁止杆4而言，一端与手动板3连结，在另一端楔件7可滑动地嵌合插入。该楔件7通过设置于锁止杆4的弹簧7a对锁止杆前端4a侧施力，并通过锁止杆前端而防止脱落。

如图2所示，上述驻车杆10配置于驻车齿轮20的外周位置，并沿该驻车齿轮20的外周面在周方向延伸。该驻车杆10的一端通过固定于变速箱1a的转动轴11可转动地被保持。另外，在驻车杆10的另一端形成有与楔件7抵接的楔件接受部12，并通过楔件7支承。进而，如图3所示，在驻车杆10的中间部设置有与驻车齿轮20的齿部21可卡脱地卡合的爪部13、和位于该爪部13的两侧的一对突起部14、14。爪部13及一对突起部14、14朝向驻车齿轮20突出。另外，对该爪部13及一对突起部14、14进行高频热处理，提高表面硬度。

上述一对突起部14、14与爪部13邻接而形成。各突起部14通过在对爪部13施加垂直负载时产生的驻车杆10的弹性变形，与驻车齿轮20的齿部21接触。此时，突起部14和与爪部13啮合的齿部21的外径、即与爪部13啮合的齿部21的齿顶21a接触。在此，位于转动轴11侧的突起部14在上坡路的驻车杆释放时与齿部21接触，位于楔件接受部12侧的突起部14在下坡路的驻车杆释放时与齿部21接触。

而且，对于突起部14的高度，在驻车杆卡合时(驻车锁止时)，成为与齿部21的齿顶面21a之间产生间隙S的高度(参照图2(b))。在该驻车杆卡合时产生的突起部14与齿部21的间隙S的间距W1基于驻车杆20的弹性变形量进行设定。另外，该突起部14的压力角θ2可根据驻车齿轮20的齿数变更。

上述驻车齿轮20为固定在变速器输出轴1b上的齿轮，通过设置于驻车杆10的爪部13与齿部21卡合或释放而被旋转固定。

接着，说明作用。

首先，进行“自动变速器的驻车机构的基本动作”、“比较例的驻车机构的技术课题”的说明，接着，对实施例1的自动变速器的驻车机构的“变形防止作用”进行说明。

(自动变速器的驻车机构的基本动作)

图4是说明自动变速器的驻车机构的等待机构的说明图，其中，图4(a)表示锁止状态，图4(b)表示等待状态。图5是表示在上坡路驻车锁止时的驻车齿轮和驻车杆的说明图。

通常，在驻车机构中，变速杆选择驻车位置(P档位)时，手动杆转动使锁止杆30移动。由此，如图4(a)所示，楔件31通过弹簧39的弹力而越过设于与驻车杆32的楔件接受部33相对的位置的支架38，抬起楔件接受部33。由此，驻车杆32以转动轴34为中心转动，爪部35与驻车齿轮36的齿部37啮合。由此，锁止变速器输出轴。

另一方面，由于在驻车杆32的爪部35的外周与驻车齿轮36的齿部37的外周碰撞时驻车杆32不能转动，因此，如图4(b)所示，楔件31不能被支架38和楔件接受部33夹持而进行移动。因此，压缩弹簧39而成为等待状态。此时，楔件31通过弹簧39向杆前端30a侧施力，要驻车锁止的力一直产生作用。而且，在驻车杆32的爪部35与驻车齿轮36的齿间重叠时，对弹簧39施力的楔件31越过支架38使驻车杆32转动进行驻车锁止。此为所谓的等待机构。

进而，如图5所示，在上坡路停车进行驻车锁止的状态下，若要使驻车齿轮36旋转的力Fα起作用，则该力Fα从齿部37向爪部35传递。此时，由于齿部37及爪部35均为设置有压力角的渐开线形状，因此，力Fα被分为要解除驻车的力(下面称为“拔出力”)F1和夹持驻车杆32的力F2。

在此，拔出力F1为相对于驻车杆32的爪部35沿垂直方向作用的力，楔件31支承该拔出力F1。而且，若楔件31脱离，则驻车杆31通过拔出力F1以转动轴34为中心转动，从驻车齿轮36脱离。

(比较例的驻车机构的技术课题)

图6是说明在比较例的驻车机构的产生驻车齿轮旋转力时的说明图，图6(a)表示驻车锁止状态，图6(b)表示产生拔出力时，图6(c)表示产生驻车杆变形时，图6(d)表示驻车齿轮越上状态。图7是表示比较例的驻车机构的弯矩图。

如图6(a)所示，在驻车锁止状态下，驻车杆40的爪部41与驻车齿轮42的齿部43啮合，爪部41的侧面与齿部43的侧面接触。

另一方面，在使驻车齿轮42旋转的力Fα起作用时，如图6(b)所示，拔出力F1沿垂直方向从齿部43向爪部41作用。

由此，如图6(c)所示，驻车杆40以楔件44和转动轴45为支点逐渐弹性变形为弓形。拔出力F1作用于驻车杆40时的弯矩图如图7所示。

图7中，拔出力F1的输入位置为爪部41与齿部43的接触位置，L为从楔件接受部44的支承位置至转动轴45的支承位置的距离。而且，L1为从楔件接受部支承位置至拔出力输入位置的距离，L2为从旋转轴支承位置至拔出力输入位置的距离，Ra为楔件接受部44的支承力，Rb为转动轴45的支承力。由此，下述式(1)～式(4)成立。

F1＝Ra+Rb (1)

L＝L1+L2 (2)

L1×F1＝Rb×L (3)

L2×F1＝Ra×L (4)

因此，由式(1)～式(4)，通过下式(5)、式(6)能够求出楔件接受部44的支承力Ra与转动轴45的支承力Rb。

Ra＝L2×F1/L＝L2×F1/(L1+L2)(5)

Rb＝L1×F1/L＝L1×F1/(L1+L2)(6)

而且，由该式(5)、式(6)，通过下述式(7)、式(8)分别求出作用于驻车杆40的弯矩M1max及弯曲量δ1。

M1max＝F1×L1×L2/L (7)

δ1＝F1×L1²×L2²/3×L×E×I (8)

在此，E表示拉伸弹性模量，I表示截面二次惯性转矩。

而且，若该弹性变形量、即弯曲量δ1增大，则如图6(d)所示，驻车杆40的爪部41从齿部43脱离，驻车齿轮42的齿部43越上爪部41。在该状态下，驻车杆40的负荷增大，强度可靠性降低，在爪部41的基部附近产生应力集中而有可能使驻车杆40破损。

另外，为了抑制驻车杆40的弹性变形量，考虑增加驻车杆40的板厚，但在该情况下，产生重量增加及成本增加等问题，因此，并不优选。

(变形防止作用)

图8是说明在实施例1的自动变速器的驻车机构的产生驻车齿轮旋转力时的说明图，图8(a)表示驻车锁止状态，图8(b)表示产生拔出力时，图8(c)表示产生驻车杆变形时，图8(d)表示突起部接触状态。图9是实施例1的自动变速器的驻车机构的弯矩图。

若在实施例1的自动变速器的驻车机构中进行驻车锁止，则如图8(a)所示，驻车杆10的爪部13与驻车齿轮20的齿部21啮合，爪部13的侧面与齿部21的侧面接触。此时，与爪部13邻接设置的突起部14在与爪部13啮合的齿部21的齿顶21a之间留有间隙S的状态下而对置。

而且，若在此使驻车齿轮20沿顺时针旋转的力Fα起作用，则如图8(b)所示，拔出力F1沿垂直方向对爪部13起作用。即、在驻车杆10的爪部13以楔件7和转动轴11为支点，施加垂直负载，作为弯曲负载对驻车杆10起作用。

由此，如图8(c)所示，驻车杆10以楔件7和转动轴11为支点逐渐弹性变形为弓形。而且，若该驻车杆10的弹性变形量变为一定以上，则如图8(d)所示，驻车杆10的转动轴11侧的突起部14与驻车齿轮20的齿部21接触。在此，突起部14与和爪部13啮合的齿部21的齿顶面12a接触，是与该齿顶面21a中从爪部13脱离的外侧部分接触。此时的弯矩图变为如图9所示的那样。

图9中，拔出力F1的输入位置为爪部13与齿部21的接触位置，L′为从楔件接受部7的支承位置至突起部14的支承位置的距离。而且，L1为从楔件接受部支承位置至拔出力输入位置的距离，L4为从突起部支承位置至拔出力输入位置的距离，Rc为楔件接受部7的支承力，Rd为突起部14的支承力。由此，下述式(9)～式(12)成立。

F1＝Rc+Rd(9)

L′＝L1+L4(10)

L1×F1＝Rd×L′(11)

L4×F1＝Rc×L′(12)

因此，由式(9)～式(12)，通过下式(13)、式(14)能够求出楔件接受部7的支承力Rc、突起部14的支承力Rd。

Rc＝L4×F1/L′＝L4×F1/(L1+L4)(13)

Rd＝L1×F1/L′＝L1×F1/(L1+L4)(14)

而且，由该式(13)、式(14)，通过下述式(15)、式(16)分别求出作用于驻车杆10的弯矩M2max及弯曲量δ2。

M2max＝F1×L1×L4/L′(15)

δ2＝F1×L1²×L4²/3×L′×E×I(16)

在此，E表示拉伸弹性模量，I表示截面二次惯性转矩。

而且，在该实施例1的自动变速器的驻车机构1中，与上述比较例的驻车机构相比，为L2＞L4，支承拔出力F1的支点移动至比通过转动轴支承的情况更接近拔出力输入位置的位置。因此，拔出力支承间隔能够比通过楔件和转动轴支承的情况缩短，下式(17)、式(18)成立。

M1max＞M2max (17)

δ1＞δ2(18)

因此，通过突起部14与齿部21接触，相比通过楔件和转动轴支承的比较例的情况，更能够抑制作用于驻车杆10的弯矩M2max及弯曲量δ2。

其结果，能够抑制拔出力F1作用于爪部13时的驻车杆10的弹性变形，提高驻车杆10的强度可靠性。

特别是，在该实施例1的自动变速器的驻车机构中，突起部14与和爪部13啮合的齿部21的外径即齿顶21a中的从爪部13脱离的外侧部分接触。因此，突起部14能够接触距离拔出力输入位置最近的位置。由此，能够使支承间隔缩短，能够进一步有效地抑制驻车杆10的弹性变形。

另外，由于在爪部13的两侧设置有突起部14，因此，在下坡路进行驻车锁止时，如图10所示，设置于楔件接受部12侧的突起部14与驻车齿轮20的齿部21接触，能够支承拔出力。由此，无论在上坡路还是在下坡路都能够抑制驻车杆10的弹性变形。

而且，在驻车杆卡合时产生的突起部14与齿部21的间隙S的间距W1基于驻车杆10的弹性变形量进行设定。因此，若产生规定大小的弹性变形则突起部14能够可靠地与齿部21接触，通过突起部14支承拔出力F1。即，通过调整该间隙S的间距W1，能够对驻车杆10的弹性变形量进行调整。

另外，在实施例1的自动变速器的驻车机构中，由于对突起部14进行高频热处理，因此，突起部14的表面硬度提高，能够防止由与齿部21的接触而产生磨耗。

接着，说明效果。

在实施例1的自动变速器的驻车机构中，能够获得下述列举的效果。

(1)一种自动变速器的驻车机构1，通过设于驻车杆10的爪部13与驻车齿轮20的齿部21卡合或释放，从而旋转固定上述驻车齿轮20，其中，其构成为，上述驻车杆10与上述爪部13邻接，设置通过上述驻车杆10的弹性变形而与上述齿部21接触的突起部14。

因此，能够抑制拔出力作用时的驻车杆10的弹性变形，提高强度可靠性。

(2)其构成为，上述突起部14设置于上述爪部13的两侧。

因此，无论在下坡路还是在上坡路，都能够在爪部13的弹性变形时接触，能够使驻车杆10的支承间隔缩短，进一步有效地抑制驻车杆10的弹性变形。

(3)其构成为，在驻车杆卡合时产生的上述突起部14与上述齿部21的间隙S的间隔W1基于上述驻车杆10的弹性变形量进行设定。

因此，能够通过规定大小的弹性变形可靠地与突起部14接触，而且，对驻车杆10的弹性变形量进行调整。

(4)其构成为，上述突起部14进行高频热处理。

因此，突起部14的表面硬度提高，能够防止由与齿部21的接触产生的磨耗。

以上，基于实施例1对本发明的自动变速器的驻车机构进行了说明，但对于具体的构成，并不限于该实施例1，只要不脱离本发明请求保护范围的宗旨，允许变更及追加设计。

在实施例1的驻车机构中，为在驻车杆10的中间部设置爪部13的构成，但例如也可以为，转动自如地保持驻车杆的中间部，并在端部设置爪部的构成。在该情况下，在爪部的两侧设置通过驻车杆的弹性变形与驻车齿轮的齿部接触的突起部，由此，能够抑制驻车杆的弹性变形。

Claims

1.一种自动变速器的驻车机构，通过设置于驻车杆的爪部与驻车齿轮的齿部卡合或释放，从而旋转固定所述驻车齿轮，其特征在于，

所述驻车杆与所述爪部邻接，并设置有通过所述驻车杆的弹性变形而与所述齿部接触的突起部。

2.如权利要求1所述的自动变速器的驻车机构，其特征在于，

所述突起部设置于所述爪部的两侧。

3.如权利要求1或2所述的自动变速器的驻车机构，其特征在于，

在驻车杆卡合时产生的所述突起部与所述齿部的间隙的间距基于所述驻车杆的弹性变形量而设定。

4.在权利要求1至3中任一项所述的自动变速器的驻车机构，其特征在于，

所述突起部进行高频热处理。