CN103513696A - 锁止装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锁止装置，其能够使锁止装置的保持件和壳体的支承孔之间的过盈量的设定自由度增加。当使壳体（12）的支承孔（12c）的内周面的截面形状和锁止装置（14）的保持件（15）的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，所述内周面的截面形状经过所述外周面的截面形状的内侧和外侧，因此，在压入时，保持件（15）的外周面的截面形状以适应支承孔（12c）的内周面的截面形状的方式变形，由此在压入面产生适当的表面压力（应力），能够避免壳体（12）破裂并防止保持件（15）脱落。由此，即使壳体（12）由铝类材质构成且保持件（15）由铁类材质构成而使热膨胀率存在差异，也能够使两者的过盈量的设定自由度增加。

Description

锁止装置

技术领域

本发明涉及锁止装置，该锁止装置具备：支承孔，其形成于壳体；筒状的保持件，其由与所述壳体不同的材质构成，且被压入所述支承孔；球，其以能够移动的方式收纳于所述保持件；以及弹簧，其收纳于所述保持件并对所述球施力，通过使所述球弹性地抵接于在能够沿轴向滑动的轴上形成的多个凹槽，由此将所述轴定位于多个停止位置中的任意一个。

背景技术

根据下述专利文献1公知这样的技术：锁止装置具有筒状的保持件（套筒）、球以及弹簧，所述球以能够自如移动的方式收纳于保持件的内部，所述弹簧配置在保持件的内部而对球施力，在这样的锁止装置中，将截面为正圆形状的保持件压入并固定于在壳体形成的截面为正圆形状的支承孔。

专利文献1：日本特开2007-257443号公报

可是，在将保持件压入并固定于壳体的支承孔的情况下，需要适当地设定支承孔的内径与保持件的外径之间的尺寸差即过盈量，如果过盈量过大，则存在当保持件压入时壳体的支承孔破裂的可能性，相反，如果过盈量过小，则存在压入后保持件从壳体的支承孔脱落的可能性。

可是，在以热膨胀率不同的材质构成壳体和保持件的情况下，即使适当地设定过盈量，但由于壳体和保持件因温度变化而以不同的热膨胀率膨胀或收缩，因此，存在过盈量变化而导致发生壳体的支承孔破裂或保持件脱落的可能性。

特别是，在以不同材料构成壳体和保持件的情况下，过盈量的上限值会受到材料强度较低的一侧的部件限制，因此存在过盈量的设定自由度变低这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于使锁止装置的保持件与壳体的支承孔之间的过盈量的设定自由度增加。

为了实现上述目的，根据技术方案1所述的发明，提出了一种锁止装置，该锁止装置具备：支承孔，其形成于壳体；筒状的保持件，其由与所述壳体不同的材质构成，且被压入所述支承孔；球，其以能够移动的方式收纳于所述保持件；以及弹簧，其收纳于所述保持件并对所述球施力，所述锁止装置通过使所述球弹性地抵接于在能够沿轴向滑动的轴上形成的多个凹槽，来将所述轴定位于多个停止位置中的任意一个停止位置，所述锁止装置的特征在于，当使所述支承孔的内周面的截面形状和所述保持件的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，所述内周面的截面形状经过所述外周面的截面形状的内侧和外侧。

另外，根据技术方案2所述的发明，提出了一种锁止装置，其特征在于，在技术方案1的结构的基础上，所述支承孔的内周面的截面形状的周长在所述保持件的外周面的截面形状的周长以上。

另外，根据技术方案3所述的发明，提出了一种锁止装置，其特征在于，在技术方案1或技术方案2的结构的基础上，所述壳体为铝类材质，且所述壳体的所述内周面的截面形状为正圆形，所述保持件为铁类材质，且所述保持件的所述外周面的截面形状为非圆形形状。

并且，实施方式的拨叉轴11对应于本发明的轴。另外，关于本发明的“截面形状的中心”，在不具备几何学中心的形状中，几何学重心（图心）与其相当。

根据技术方案1的结构，锁止装置具备：支承孔，其形成于壳体；筒状的保持件，其由与壳体不同的材质构成，且被压入支承孔；球，其以能够移动的方式收纳于保持件；以及弹簧，其收纳于保持件并对球施力，通过使球弹性地抵接于在能够沿轴向滑动的轴上形成的多个凹槽，能够将轴定位于多个停止位置中的任意一个。当使支承孔的内周面的截面形状和保持件的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，内周面的截面形状经过外周面的截面形状的内侧和外侧，因此，在压入时，保持件的外周面的截面形状以适应支承孔的内周面的截面形状的方式发生变形，由此在压入面产生适当的表面压力或应力，从而能够在避免壳体破裂的同时防止保持件脱落。由此，即使在以不同的材质构成壳体和保持件从而在热膨胀率上存在差异的情况下，也能够使两者的过盈量的设定自由度增加。

另外，根据技术方案2的结构，由于支承孔的内周面的截面形状的周长在保持件的外周面的截面形状的周长以上，因此，在将保持件压入壳体的支承孔时，能够防止支承孔的内周面和保持件的外周面在整周的范围内紧密贴合而导致压入面的表面压力或应力急剧增加，从而能够确保支承孔和保持件的过盈量的设定自由度。

另外，根据技术方案3的结构，由于壳体为铝类材质且内周面的截面形状为正圆形，因此，能够以比重较小的铝类材质构成作为大型部件的壳体以实现重量的减轻，而且还能够容易地进行正圆的支承孔的钻削加工。另外，由于保持件为铁类材质且外周面的截面形状为非圆形形状，因此，能够以比重较大的铁类材质构成作为小型部件的保持件从而将重量的增加抑制在最小的限度，而且，即使能够进行冲压加工的保持件的截面形状为非圆形形状，也不会导致加工工时格外增加。

附图说明

图1是机动车用变速器的锁止装置的纵剖视图。（第1、第2实施方式）

图2的（A）和（B）是沿图1的2-2线的放大向视图。（第1、第2实施方式）

图3是示出保持件的压入过盈量与压入面的表面压力或应力之间的关系的曲线图。（第1、第2实施方式）

图4是与图2的（B）对应的图。（第3实施方式）

标号说明

11：   拨叉轴（轴）；

11a：  凹槽；

11b：  凹槽；

11c：  凹槽；

12：   壳体；

12c：  支承孔；

15：   保持件；

16：   球；

17：   弹簧；

L：    周长；

L1：   周长。

具体实施方式

【第1、第2实施方式】

以下，基于图1～图3对本发明的第1、第2实施方式进行说明。

如图1所示，支承机动车用变速器的换挡拨叉的拨叉轴11以能够滑动的方式支承于衬套13，该衬套13压入到在变速器的由铝类材质构成的壳体12上形成的引导孔12a，所述拨叉轴11与由驾驶员操作的换挡杆或促动器连接并沿轴向移动。在拨叉轴11的外周面，沿轴向以预定间隔分离地形成有例如3个V字状的凹槽11a、11b、11c。

用于将拨叉轴11定位在轴向的三个位置的锁止装置14由保持件15、球16以及弹簧17这三个部件构成。保持件15是对铁类材质的板材进行拉深加工而成的部件，其具备：筒状的主体部15a；底部15b，其将主体部15a的一端封闭；凸缘部15c，其通过将主体部15a的另一端向径向外侧弯折而构成；以及排气孔15d，其在底部15b的中心开口。球16以与保持件15的主体部15a存在微小的间隙而能够移动的方式收纳于保持件15的主体部15a，并由配置在球16与底部15b之间的线圈状的弹簧17从一端侧向另一端侧施力。当球16在主体部15a内移动时，排气孔15d防止空气封闭于主体部15a内而阻碍球16的移动。

以贯穿壁部12b的方式形成有支承孔12c，该壁部12b设在壳体12的与引导孔12a相邻的位置，通过压入来将保持件15的主体部15a固定于该支承孔12c。在将保持件15的主体部15a压入支承孔12c后的状态下，保持件15的凸缘部15c与壁部12b抵接，被施加了弹簧17的反弹力而从主体部15a的另一端侧突出的球16与拨叉轴11的3个凹槽11a～11c中的任意一个卡合。

图2的（A）示出了将保持件15的主体部15a压入壳体12的支承孔12c后的状态，图2的（B）示出了将保持件15的主体部15a压入壳体12的支承孔12c之前的状态。

如图2的（A）所示，壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状是半径为R的正圆。另一方面，如图2的（B）所示，压入前的保持件15的主体部15a的外周面的截面形状是长半径为R1且短半径为R2的椭圆。正圆的半径R、椭圆的长半径R1以及椭圆的短半径R2之间的关系为

R2＜R＜R1，

正圆的半径R介于椭圆的长半径R1与短半径R2之间。换而言之，这意味着，当使支承孔12c的内周面的截面形状和保持件15的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，支承孔12c的内周面的截面形状经过保持件15的外周面的截面形状的内侧和外侧。

另外，正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系在第1实施方式中为

L1≦L，

正圆的周长L被设定在椭圆的周长L1以上。

另外，正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系在第2实施方式中为

L＜L1，

正圆的周长L被设定得比椭圆的周长L1小。

并且，保持件15的主体部15a的椭圆的长半径R1与短半径R2的差为0.1mm以下的微小的量，在图2的（B）中被夸张地描画出来。

接下来，对具备上述结构的本发明的第1、第2实施方式的作用进行说明。

在图1中，锁止装置14的球16被弹簧17向从保持件15的开口部突出的方向施力，使得该球16与拨叉轴11一个凹槽例如凹槽11b弹性地卡合，由此沿轴向定位拨叉轴11。如果拨叉轴11从该状态沿轴向移动，则球16被从凹槽11b推出，从而使得球16一边压缩弹簧17一边被临时推入保持件15的主体部15a内，然后，借助于弹簧17的反弹力使球16与相邻的一个凹槽11a或另一个凹槽11c再次卡合，从而将拨叉轴11定位在新的位置。

那么，在将保持件15的主体部15a压入壳体12的支承孔12c时，如图2的（B）所示，由于保持件15的主体部15a的椭圆截面的长半径R1比壳体12的支承孔12c的正圆截面的半径R大，因此，它们的差成为过盈量（例如，0.02mm）而将保持件15的主体部15a压入壳体12的支承孔12c。在压入的过程中，保持件15的主体部15a的长半径R1被压缩直至与壳体12的支承孔12c的半径R一致，与此相伴，保持件15的主体部15a的短半径R2朝向壳体12的支承孔12c的半径R扩张。可是，在第1实施方式中，即使在图2的（A）所示的压入完成时，由于壳体12的支承孔12c的周长L设定得比保持件15的主体部15a的周长L1大，因此保持件15的主体部15a的短半径R2的部分并没有紧密贴合于壳体12的支承孔12c的内周面，而是维持着微小的间隙。

图3是示出将保持件15的主体部15a压入壳体12的支承孔12c时的过盈量（横轴）与压入面（支承孔12c的内周面和主体部15a的外周面）的表面压力或应力（纵轴）之间的关系的曲线图，实线为第1实施方式，对应于将正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系设定为L1≦L的情况，虚线为第2实施方式，对应于将正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系设定为L＜L1的情况，点划线为比较例，对应于使壳体12的支承孔12c和保持件15的主体部15a都为正圆的情况。另外，强度极限是在过盈量进一步变大时铝类材质的壳体12的支承孔12c的部分发生裂纹的极限，脱开极限是在过盈量进一步变小时保持件15的主体部15a从壳体12的支承孔12c脱落的极限。

在点划线所示的比较例中，由于是正圆与正圆的压入，因此，只要过盈量稍大，表面压力（应力）就会急剧增加而超过强度极限，并且，只要过盈量稍小，表面压力（应力）就会急剧减小而超过脱开极限，从而存在过盈量的允许范围变得非常窄这样的问题。因此，在组合了热膨胀系数较大的铝类材质的壳体12和热膨胀系数较小的铁类材质的保持件15的情况下，只要过盈量由于温度变化而稍微变化，就存在从过盈量的允许范围脱离的可能性。

另一方面，在实线所示的第1实施方式中，保持件15的主体部15a的长半径部分与壳体12的支承孔12c的内周面接触而逐渐压扁，因此，与过盈量的变化相对应的表面压力（应力）的变化变缓，其结果是过盈量的允许范围大幅扩大。而且，由于将正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系设定为L1≦L，因此，即使压入完成，也可以避免壳体12的支承孔12c与保持件15的主体部15a在整周的范围内紧密贴合，从而能够防止表面压力（应力）的急剧增加，将过盈量的允许范围确保得较大。

另外，在虚线所示的第2实施方式中，能够获得基本上与第1实施方式相同的作用效果，但由于将正圆的周长L与椭圆的周长L1之间的关系设定为L＜L1，因此，在压入完成之前，壳体12的支承孔12c与保持件15的主体部15a在整周的范围内紧密贴合（参照图3的A点），从此处开始，与比较例相同，表面压力（应力）急剧上升。其结果是，与第1实施方式相比，第2实施方式的过盈量的允许范围变得稍窄，但是与比较例相比，第2实施方式的过盈量的允许范围得到大幅扩展。

另外，使壳体12的通过钻削加工等形成的支承孔12c的内周面的截面形状为正圆形，由此能够使其加工容易化，另一方面，由于使通过拉深加工等形成的保持件15的主体部15a的外周面的截面形状为椭圆，因此，几乎不会为了使其形成为椭圆截面而导致加工工时或加工成本增加。

【第3实施方式】

接下来，基于图4对本发明的第3实施方式进行说明。

在第1、第2实施方式中，壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状为正圆形，保持件15的主体部15a的外周面的截面形状为椭圆，但在第3实施方式中，使壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状形成为椭圆，使保持件15的主体部15a的外周面的截面形状形成为使角部变圆的三角形状（饭团形）。并且，当使支承孔12c的内周面的截面形状和保持件15的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，支承孔12c的内周面的截面形状经过保持件15的外周面的截面形状的内侧和外侧。另外，椭圆的周长L与三角形状的周长L1之间的关系可以与第1实施方式相同地设定为L1≦L，也可以与第2实施方式相同地设定为L＜L1。

根据该第3实施方式，也能够实现与上述的第1、第2实施方式相同的作用效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明能够在不脱离其要点的范围内进行各种设计变更。

例如，壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状和保持件15的主体部15a的外周面的截面形状并不限定于实施方式。

另外，在第1、第2实施方式中，使壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状为正圆形，使保持件15的主体部15a的外周面的截面形状为椭圆形状，但也可以将它们的关系进行交换。

另外，在第3实施方式中，使壳体12的支承孔12c的内周面的截面形状为椭圆，使保持件15的主体部15a的外周面的截面形状为饭团形，但也可以将它们的关系进行交换。

另外，壳体12的材质和保持件15的材质并不限定于实施方式。

另外，在实施方式中，将锁止装置14应用于机动车用变速器，但其用途可以是任意的用途。

Claims (3)

1.一种锁止装置，所述锁止装置具备：支承孔（12c），其形成于壳体（12）；筒状的保持件（15），其由与所述壳体（12）不同的材质构成，且被压入所述支承孔（12c）；球（16），其以能够移动的方式收纳于所述保持件（15）；以及弹簧（17），其收纳于所述保持件（15）并对所述球（16）施力，

所述锁止装置通过使所述球（16）弹性地抵接于在能够沿轴向滑动的轴（11）上形成的多个凹槽（11a～11c），来将所述轴（11）定位于多个停止位置中的任意一个停止位置，

所述锁止装置的特征在于，

当使所述支承孔（12c）的内周面的截面形状和所述保持件（15）的外周面的截面形状以它们的中心一致的状态重合时，所述内周面的截面形状经过所述外周面的截面形状的内侧和外侧。

2.根据权利要求1所述的锁止装置，其特征在于，

所述支承孔（12c）的内周面的截面形状的周长（L）在所述保持件（15）的外周面的截面形状的周长（L1）以上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的锁止装置，其特征在于，

所述壳体（12）为铝类材质，且所述壳体（12）的所述内周面的截面形状为正圆形，所述保持件（15）为铁类材质，且所述保持件（15）的所述外周面的截面形状为非圆形形状。

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