CN102720834A - 用于车辆变速器中的驻车锁止装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车辆变速器中的驻车锁止装置，包括：安装在变速器输出轴上的驻车棘轮；驻车棘爪，所述驻车棘爪能够在锁止位置与解锁位置之间往复移动；当所述驻车棘爪处于锁止位置时，其与所述驻车棘轮接合，以防止驻车棘轮转动；当所述驻车棘爪处于解锁位置时，其与所述驻车棘轮分离，以允许所述驻车棘轮转动；致动机构，所述致动机构包括压头，所述压头能够与所述驻车棘爪接触并压动所述驻车棘爪从所述解锁位置移动至所述锁止位置；所述致动机构的所述压头包括滚动轴承，在所述压头压动所述驻车棘爪的过程中，所述滚动轴承与所述驻车棘爪形成滚动接触并沿所述驻车棘爪移动。滚动摩擦的摩擦系数小，因此所需换挡力小，更方便用户使用。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体涉及一种用于车辆变速器中的驻车锁止装置。
背景技术
搭载自动变速器的汽车为防止停车时车轮转动，需要在变速器上设置驻车锁止机构，以达到锁止变速器从而锁止整车的目的。现有的驻车锁止装置大多是在变速器输出轴上安装驻车棘轮，通过设置在变速器内的驻车棘爪与所述驻车棘轮啮合来实现驻车锁止。
中国实用新型专利CN2856600Y记载了一种汽车锁止装置，如图1所示，包括驻车棘爪安装轴201、驻车棘爪207、凸轮机构203、凸轮安装轴204、凸轮限位机构205、棘爪回位机构206以及驻车棘轮208；其中驻车棘爪207可转动的安装在驻车棘爪安装轴201上，凸轮机构203顺时针转动时推动驻车棘爪207背部，使驻车棘爪207的闭锁齿202可与驻车棘轮208啮合，达到驻车锁止的作用；当凸轮机构203逆时针转动时凸轮机构203与驻车棘爪207背部脱离，驻车棘爪207由棘爪回位机构206拨回原位，实现解锁。凸轮机构203与驻车棘爪207背部为滑动摩擦，摩擦系数较大，因此所需的换档力比较大，存在不易脱档的缺陷。
发明内容
本发明提供一种用于车辆变速器中的驻车锁止装置，通过将致动机构与驻车棘爪之间设置为滚动摩擦，摩擦系数变小，从而使得换挡力减小，符合人体工程学要求。
所述用于车辆变速器中的驻车锁止装置，包括：
安装在变速器输出轴上的驻车棘轮；
驻车棘爪，所述驻车棘爪能够在锁止位置与解锁位置之间往复移动；当所述驻车棘爪处于锁止位置时，其与所述驻车棘轮接合，以防止驻车棘轮转动；当所述驻车棘爪处于解锁位置时，其与所述驻车棘轮分离，以允许所述驻车棘轮转动；
致动机构，所述致动机构包括压头，所述压头能够与所述驻车棘爪接触并压动所述驻车棘爪从所述解锁位置移动至所述锁止位置；
其中，所述致动机构的所述压头包括滚动轴承，在所述压头压动所述驻车棘爪的过程中，所述滚动轴承与所述驻车棘爪形成滚动接触并沿所述驻车棘爪移动。所述滚动轴承与所述驻车棘爪之间为滚动摩擦，摩擦系数远低于滑动摩擦系数，因此换挡所需摩擦力也大大减小，能够提高用户体验满意度。
优选的，所述驻车棘爪具有相对于所述滚动轴承的移动方向倾斜的斜面，所述滚动轴承在至少一部分移动行程中与所述斜面接触。
所述致动机构还包括能够做平移运动的推杆，用于推动所述滚动轴承沿所述驻车棘爪移动；其中，所述推杆上设有轴承安装支架，所述滚动轴承可转动地设置在所述轴承安装支架上。
更进一步的，所述驻车锁止装置还包括用于保持所述推杆的推动方向的推杆导向机构。具体的，所述推杆导向机构包括推杆导向块及推杆支架，所述推杆导向块用于限制所述推杆在竖向上的移动，所述推杆支架用于限制所述推杆在侧向上的移动。
所述致动机构还包括致动轨板，所述致动轨板固定安装在致动轨板旋转轴上并能够沿所述致动轨板旋转轴旋转；所述推杆与所述致动轨板相联接，以便在所述致动轨板旋转时带动所述推杆移动。
所述推杆与所述致动轨板之间设有储能弹簧，用于在所述推杆与所述致动轨板之间的相对运动使得所述储能弹簧发生弹性形变时储存能量。
更进一步的，所述驻车锁止装置还包括定位机构，用于将所述驻车棘爪保持在锁止位置和解锁位置中的任一个。具体的，所述定位机构包括：设置在所述致动轨板上的第一卡槽和第二卡槽；以及弹性定位件，所述弹性定位件能够选择性地移动进入并卡在第一卡槽或第二卡槽中，以防止所述致动轨板旋转；其中，当所述驻车棘爪进入锁止位置时，所述弹性定位件卡入所述第一卡槽内；当所述驻车棘爪进入解锁位置时，所述弹性定位件卡入所述第二卡槽内。
所述驻车锁止装置还可以包括弹性回位件，用于使驻车棘爪从所述锁止位置恢复到所述解锁位置。所述弹性回位件优选为弹簧，当然也可以为其他弹性结构。
当需要驻车锁止时，通过转动所述致动轨板旋转轴带动所述致动轨板旋转，从而带动所述推杆推动所述滚动轴承，将所述驻车棘爪下压与所述驻车棘轮接合，达到驻车锁止。此时，所述弹性定位件卡入所述第一卡槽内，将所述驻车锁止装置固定在锁止位置。在一些情况下所述驻车棘轮与所述驻车棘爪并未接合到位时，滚动轴承将不能移动到位，而致动轨板则会旋转成使得所述弹性定位件卡入所述第一卡槽内，这样致动轨板将会沿推杆移动从而压缩储能弹簧，使得储能弹簧储存了部分弹性势能。当车辆有微小移动而使得驻车棘轮转动成能够接纳驻车棘爪的接合齿的状态时，则储能弹簧就会推动推杆继续移动，从而使得驻车棘爪与驻车棘轮形成啮合，实现驻车锁止。
当需要驻车解锁时，通过转动所述致动轨板旋转轴带动所述致动轨板旋转，所述弹性定位件卡入所述第二卡槽。同时，致动轨板将所述推杆和所述滚动轴承回拉，撤销滚动轴承对驻车棘爪的压力，所述驻车棘爪在所述弹性回位件的作用下回位到解锁位置。
附图说明
图1为现有技术中驻车锁止装置的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的驻车锁止装置的结构示意图；
图3为在解锁位置时驻车锁止装置的状态示意图；
图4为在锁止位置时驻车锁止装置的状态示意图；
图5为图2中所示的驻车锁止装置中的致动机构的一部分的分解示意图；
图6示出了图5所示的一部分致动机构的组装后的结构示意图；
图7为图2中所示的驻车棘爪的轮廓图；
图8为本发明另一个实施例提供的驻车锁止装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
图2至图7示出了本发明提供的用于车辆变速器中的驻车锁止装置的一个实施例。如图2所示，该驻车锁止装置包括驻车棘轮10、驻车棘爪7以及致动机构4。在工作时，所述驻车棘轮10可采用花键过盈方式压装于变速器输出轴（未示出）上。驻车棘爪7可以安装在棘爪旋转轴8上，并可绕其转动。在工作时，棘爪旋转轴8过盈压装在变速器壳体（未示出）上。
在致动机构4的驱动下，所述驻车棘爪7能够绕着棘爪旋转轴8在锁止位置与解锁位置之间移动。图3和图4分别示出了驻车棘爪7处于解锁位置和锁止位置时驻车锁止装置的状态示意图，其中，为了清楚地看到致动机构4中作为压头的滚动轴承11与驻车棘爪7的相对位置关系，省略了滚动轴承11的安装支架27中的轴承支撑副板17。如图4所示，当所述驻车棘爪7处于锁止位置时，其接合齿23与所述驻车棘轮10相啮合，以防止驻车棘轮10转动。如图3所示，当所述驻车棘爪7处于解锁位置时，其接合齿23与所述驻车棘轮10分离，以允许所述驻车棘轮10转动。
为了更清楚地图示致动机构4，图5和图6分别示出了所述致动机构4的一部分的分解示意图及其组装图。如图5和图6所示，致动机构4包括作为压头的滚动轴承11，以及用于推动所述滚动轴承11移动的推杆13。所述滚动轴承11安装在轴承安装轴16上。该轴承安装轴16和分别设置在其两端的轴承支撑板12和轴承支撑副板17一起构成滚动轴承11的安装支架27，并固定在所述推杆13的第一端部24处。储能弹簧14和推杆套筒15可以套装在推杆13上，并且，储能弹簧14设置在推杆套筒15与一个限位元件26之间。储能弹簧14将推杆套筒15保持成抵靠推杆13的第二端部25。
再返回参考图2-图4，所述致动机构4还包括致动轨板2与致动轨板旋转轴3。在工作时，所述致动轨板旋转轴3可以间隙装配在变速器壳体上，并可沿轴向旋转。所述致动轨板2固定安装在所述致动轨板旋转轴3上并能够与所述致动轨板旋转轴3一起旋转。在工作时，驾驶员可以通过操作变速器换挡手柄而拨动致动轨板旋转轴3，使其带动致动轨板2转动。推杆套筒15可以活动安装在致动轨板2上，这样就将推杆13与致动轨板2相联接，以便在所述致动轨板2旋转时带动所述推杆13移动。
为了使所述推杆13推动所述滚动轴承11沿预定方向移动，例如沿图3和图4中的水平方向移动，所述驻车锁止装置还包括用于保持所述推杆13的推动方向的推杆导向机构。如图2-图4中所示，所述推杆导向机构包括推杆导向块6及推杆支架5。所述推杆导向块6设置在推杆13的上方，用于限制所述推杆13沿竖向向上的移动。所述推杆支架5用于限制所述推杆13在垂直于纸面上的侧向上的移动。这样，在推杆导向块6和推杆支架5的综合作用下，推杆13可以保持在水平方向上并可以沿着推杆13的延伸方向往复移动。
如图7所示，所述驻车棘爪7的背部设有平面21以及相邻的斜面22。在工作时，滚动轴承11将沿着平面21和斜面22滚动。该斜面22相对于滚动轴承11的移动方向（在图3和图4中为水平方向）倾斜。这样，参见图3，当滚动轴承11在斜面22上滚动且朝着驻车棘爪7移动时，滚动轴承11将会对驻车棘爪7产生向下的压力，从而使得驻车棘爪7朝着驻车棘轮10转动，直至驻车棘爪7进入到如图4所示的锁止位置，而此时所述滚动轴承11也会滚动至平面21上。所述驻车棘爪7通过所述致动机构4在所述锁止位置和所述解锁位置之间的往复运动具体就是通过所述滚动轴承11在所述平面21与所述斜面22之间来回滚动实现的。
如图2中所示，所述驻车锁止装置还包括回位弹簧9以及棘爪限位销18。所述回位弹簧9一端与变速器外壳相连接，另一端与所述驻车棘爪7相连接，用于使所述驻车棘爪7从所述锁止位置恢复到所述解锁位置。所述棘爪限位销18用于防止所述驻车棘爪7在所述回位弹簧9的作用下从锁止位置回复到解锁位置时回位量过大。
所述驻车锁止装置还包括定位机构，用于将所述驻车棘爪7保持在锁止位置或者解锁位置。如图2-图4所示，所述定位机构包括设置在所述致动轨板2上的两个定位卡槽，即第一卡槽101和第二卡槽102，以及弹性定位件1。所述弹性定位件1可以是一个平板弹簧组件，其一端固定，另一端设有一个轴套103。随着致动轨板2的转动，该轴套103可以沿着致动轨板2的表面滑入到第一卡槽101或者第二卡槽102中。通过设计第一卡槽101和第二卡槽102的形状，可以将该轴套103卡在第一卡槽101或第二卡槽102中，从而阻止致动轨板2转动。在其它实施例中，该第一卡槽101和/或第二卡槽102也可以是与该轴套103形状相配合的凹口。
参考图3，在需要驻车锁止时，驾驶员可以通过操作变速器换挡手柄拨动所述致动轨板旋转轴3，使得所述致动轨板2逆时针旋转，继而带动所述推杆13沿水平方向向左移动。推杆13在向左移动的过程中，其推动所述滚动轴承11在斜面22上滚动，并向所述驻车棘爪7施加向下的压力，从而使所述驻车棘爪7向所述驻车棘轮10方向转动。如图4所示，当驻车棘爪7转动成与所述驻车棘轮10相啮合时，则实现了驻车锁止。此时，所述回位弹簧9被偏置到变形状态。所述弹性定位件1的轴套103卡入所述第一卡槽101内，使得所述致动轨板2的位置保持固定，从而使得所述驻车棘爪7与所述驻车棘轮10保持啮合状态。
在一些情况下，驻车棘爪7朝着所述驻车棘轮10转动时，其接合齿23可能不能恰好与驻车棘轮10形成啮合，而是可能与驻车棘轮10的齿顶相抵触。此时，推杆13和滚动轴承11将不能继续向左移动，而致动轨板2则会在驾驶员的外力作用下继续逆时针旋转。这样，致动轨板2将会仅带动推杆13上的推杆套筒15沿着推杆13向左移动，从而压缩储能弹簧14，使得储能弹簧14储存了部分弹性势能。当车辆有微小的移动而使得驻车棘轮10转动成能够接纳驻车棘爪7的接合齿的状态时，则储能弹簧14就会通过推动限位元件26从而带动推杆13继续向左移动，从而使得驻车棘爪7与驻车棘轮10形成啮合，实现驻车锁止。
参考图4，当需要解锁时，驾驶员可以通过操作变速器换挡手柄拨动所述致动轨板旋转轴3，使得所述致动轨板2趋向于顺时针旋转。这样，在驾驶员外力作用下，所述弹性定位件1从所述第一卡槽101中移出，以允许致动轨板2继续顺时针旋转，继而带动所述推杆13沿水平方向向右移动，以将滚动轴承11从平面21拉回到所述斜面22上。随着滚动轴承11进一步向右移动，其对驻车棘爪7的压力逐渐变小，直至不在产生压力。同时，驻车棘爪7在所述回位弹簧9的作用下朝着远离驻车棘轮10的方向转动，直至与驻车棘轮10脱离啮合，回到图3的解锁位置。同时，所述弹性定位件1的轴套也卡入第二卡槽102中，以将致动轨板2保持在图示的当前位置，以防止其进一步转动。
本发明所采用的轴承11与驻车棘爪7背部和推杆导向块6底面的摩擦系数很小，接近于0.01，使得换挡力减小。
与现有技术中利用滑动摩擦使驻车棘爪与驻车棘轮相啮合实现驻车锁止的装置相比，本发明的上述实施例提供了一种结构完全不同的驻车锁止装置，而且该锁止装置可以利用滚动轴承实现致动装置与驻车棘爪之间为滚动摩擦，摩擦系数更小，因此换挡力变小，更方便用户使用，符合人体工程学。
图8示出了本发明提供的用于车辆变速器中的驻车锁止装置的另一个实施例。在该实施例中，其与图1所示的现有技术的驻车锁止装置的结构基本相同，区别点仅在于：对于作为压头的凸轮机构203，其与驻车棘爪207相接触的部分形成为一个滚动轴承209。这样，当凸轮机构203在沿着驻车棘爪207移动并压动驻车棘爪207的过程中，滚动轴承209与驻车棘爪207形成滚动摩擦。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不用于限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以对本发明的技术方案进行的修改或者同等替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于车辆变速器中的驻车锁止装置，包括：
安装在变速器输出轴上的驻车棘轮；
驻车棘爪，所述驻车棘爪能够在锁止位置与解锁位置之间往复移动；当所述驻车棘爪处于锁止位置时，其与所述驻车棘轮接合，以防止驻车棘轮转动；当所述驻车棘爪处于解锁位置时，其与所述驻车棘轮分离，以允许所述驻车棘轮转动；
致动机构，所述致动机构包括压头，所述压头能够与所述驻车棘爪接触并压动所述驻车棘爪从所述解锁位置移动至所述锁止位置；
其特征在于，所述致动机构的所述压头包括滚动轴承，在所述压头压动所述驻车棘爪的过程中，所述滚动轴承与所述驻车棘爪形成滚动接触并沿所述驻车棘爪移动。
2.根据权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述驻车棘爪具有相对于所述滚动轴承的移动方向倾斜的斜面，所述滚动轴承在至少一部分移动行程中与所述斜面接触。
3.根据权利要求1或2所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述致动机构还包括能够做平移运动的推杆，用于推动所述滚动轴承沿所述驻车棘爪移动；其中，所述推杆上设有轴承安装支架，所述滚动轴承可转动地设置在所述轴承安装支架上。
4.根据权利要求3所述的驻车锁止装置，其特征在于，还包括用于保持所述推杆的推动方向的推杆导向机构。
5.根据权利要求4所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述推杆导向机构包括推杆导向块及推杆支架，所述推杆导向块用于限制所述推杆在竖向上的移动，所述推杆支架用于限制所述推杆在侧向上的移动。
6.根据权利要求3所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述致动机构还包括致动轨板，所述致动轨板固定安装在致动轨板旋转轴上并能够沿所述致动轨板旋转轴旋转；所述推杆与所述致动轨板相联接，以便在所述致动轨板旋转时带动所述推杆移动。
7.根据权利要求6所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述推杆与所述致动轨板之间设有储能弹簧，用于在所述推杆与所述致动轨板之间的相对运动使得所述储能弹簧发生弹性形变时储存能量。
8.根据权利要求6所述的驻车锁止装置，其特征在于，还包括定位机构，用于将所述驻车棘爪保持在锁止位置和解锁位置中的任一个。
9.根据权利要求8所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述定位机构包括：
设置在所述致动轨板上的第一卡槽和第二卡槽；以及
弹性定位件，所述弹性定位件能够选择性地移动进入并卡在第一卡槽或第二卡槽中，以防止所述致动轨板旋转；
其中，当所述驻车棘爪进入锁止位置时，所述弹性定位件卡入所述第一卡槽内；当所述驻车棘爪进入解锁位置时，所述弹性定位件卡入所述第二卡槽内。
10.根据权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，还包括弹性回位件，用于使驻车棘爪从所述锁止位置恢复到所述解锁位置。
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