CN105387202B - 驻车锁机构 - Google Patents

Abstract

一种具有凸轮的驻车锁机构，该凸轮能沿运动轴线移动以使棘爪相对于接合齿圈进行相应的枢转运动。所述驻车锁机构包括第一致动器组件和第二致动器组件。所述第一致动器组件具有第一输出构件，所述凸轮被能滑动地安装在该第一输出构上。所述第二致动器组件包括制动机构和偏压元件，所述制动机构被配置为阻止所述凸轮相对于所述第一输出构件移动，所述偏压元件被配置为储存能量。允许所述凸轮相对于所述第一输出构件移动的制动机构的操作使用偏压元件中储存的能量来使所述凸轮在所述第一输出构件上平移。

Description

驻车锁机构

技术领域

本公开涉及驻车锁机构。

背景技术

本部分提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

驻车锁机构通常被集成在变速器和车辆传动系统部件中，并在车辆停放且未使用时帮助固定车辆。已知的驻车锁机构通常包括联接到传动系统部件的可旋转部件用于共同旋转的接合齿圈和能与接合齿圈选择性地接合的棘爪。虽然已知的驻车锁机构适合于其预期的目的，但是仍然容许改进。

发明内容

本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本教导提供一种用于具有可旋转构件的车辆传动系统部件的驻车锁机构。所述驻车锁机构包括壳体、接合齿圈、棘爪、棘爪弹簧、凸轮从动件、凸轮、第一致动器组件和第二致动器组件。所述接合齿圈被配置为被联接到所述可旋转构件用于共同旋转。所述接合齿圈被接纳在所述壳体中，并且包括多个周向间隔开的齿。所述棘爪具有棘爪齿，并被能枢转地联接到所述壳体以围绕枢转轴线在第一枢转位置和第二枢转位置之间移动，在第一枢转位置，所述棘爪齿从所述接合齿圈的齿脱离以便不妨碍所述接合齿圈相对于所述壳体旋转，在第二枢转位置，所述棘爪齿接合所述接合齿圈的齿以便阻止所述接合齿圈相对于所述壳体旋转。所述棘爪弹簧朝向所述第一枢转位置偏压所述棘爪。所述凸轮从动件被安装到所述棘爪，用于与所述棘爪一起围绕所述枢转轴线移动。所述凸轮能沿运动轴线移动并接触所述凸轮从动件。所述凸轮具有第一凸轮部分和第二凸轮部分。所述凸轮沿所述运动轴线在第一凸轮位置的定位将所述第一凸轮部分放置在所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第一枢转位置。所述凸轮沿所述运动轴线在第二凸轮位置的定位将所述第二凸轮部分放置在所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第二枢转位置。所述第一致动器组件具有第一输出构件，该第一输出构件能沿所述运动轴线在第一输出构件位置和第二输出构件位置之间移动。所述凸轮被能滑动地安装到所述第一输出构件。所述第二致动器组件具有偏压元件、制动机构和第二输出构件。所述偏压元件沿所述运动轴线以预定方向偏压所述第一输出构件上的所述凸轮。所述制动机构具有能在第一制动位置和第二制动位置之间移动的止动构件。当所述止动构件处于所述第一制动位置时，所述止动构件与所述凸轮协作以在所述偏压元件中储存能量。所述第二输出构件被配置为选择性地将所述止动构件从所述第一制动位置移动到所述第二制动位置。

在另一形式中，本教导提供一种用于具有可旋转构件的车辆传动系统部件的驻车锁机构。该驻车锁机构包括用于阻止车辆传动系统部件的可旋转构件旋转的方法。所述方法包括：将接合齿圈联接到所述可旋转构件，所述接合齿圈具有多个周向间隔开的齿；将棘爪枢转地安装以围绕枢转轴线在第一枢转位置和第二枢转位置之间移动，在所述第一枢转位置，所述棘爪的棘爪齿从所述接合齿圈的齿脱离以便不妨碍所述接合齿圈旋转，在所述第二枢转位置，所述棘爪齿接合所述接合齿圈的所述齿以便阻止所述接合齿圈旋转；朝向所述第一枢转位置偏压所述棘爪；在所述棘爪上提供凸轮从动件；安装用于在第一凸轮位置和第二凸轮位置之间沿运动轴线平移的凸轮，所述凸轮接触所述凸轮从动件并且包括第一凸轮部分和第二凸轮部分，其中所述凸轮在所述第一凸轮位置的定位使所述第一凸轮部分位于所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第一枢转位置，并且其中所述凸轮在所述第二凸轮位置的定位使所述第二凸轮部分位于所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第二枢转位置；提供第一致动器组件和第二致动器组件，所述第一致动器组件具有第一输出构件，所述第二致动器组件具有制动机构，所述凸轮被能滑动地安装在所述第一输出构件上，所述制动机构具有与所述凸轮接触的止动构件，以阻止所述凸轮沿所述第一输出构件以第一方向移动；操作所述第一致动器组件以将所述第一输出构件从第一输出构件位置移动到第二输出构件位置，由此将所述凸轮从所述第一凸轮位置驱动到所述第二凸轮位置；操作所述第一致动器组件以将所述第一输出构件从所述第二输出构件位置移动到所述第一输出构件位置，由此将所述凸轮从所述第二凸轮位置驱动到所述第一凸轮位置；以及操作所述第二致动器组件以移动所述止动构件，由此允许所述凸轮在所述第一输出构件上以预定方向移动。

进一步的应用领域由在此所提供的说明将变得明显。在该概述中的说明和特定示例仅用于例示的目的，并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于例示所选实施例的目的，并非所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。

图1和图2是具有根据本公开的教导构造的驻车锁机构的传动系统部件的一部分的立体图；

图3是沿运动轴线通过驻车锁机构的一部分截取的图1的传动系统部件的一部分的剖视图；

图4是图1的传动系统部件的一部分的剖视图，例示与第二致动器组件关联的制动机构；

图5是图1的传动系统部件的一部分的立体图，例示与第二致动器组件关联的第二致动器；和

图6是图1的传动系统部件的一部分的立体图，例示接纳在壳体中的槽形开口中的制动机构。

相应的附图标记在附图的若干视图中始终指示相应的部分。

具体实施方式

参考附图的图1和图2，根据本公开的教导构造的驻车锁机构10被示出为与示例性车辆传动系统部件12操作性关联。在所提供的特定示例中，传动系统部件12为能围绕传动轴线14旋转的差速器箱，但本领域的技术人员将理解，可替代地采用传动系统部件的其它可旋转元件。

驻车锁机构10可包括壳体20、接合齿圈22、棘爪24、棘爪弹簧26、凸轮从动件28、凸轮30、第一致动器组件32和第二致动器组件34。壳体20、接合齿圈22、棘爪24和棘爪弹簧26可以以传统的并且众所周知的方式配置，因而，这些部件不需要在此被非常详细地描述。简单地说，壳体20可被配置为容纳驻车锁机构10的一部分，并且可以选择地被配置为容纳车辆传动系统部件12。在所提供的示例中，壳体20容纳驻车锁机构10的部分以及与在共同转让的名称为“具有扭矩分配驱动机构的车轴组件”的美国专利第8663051号中公开的类型的驱动模块相关联的部件，该专利的公开内容通过引用如详细完整地阐述一样被并入此文。接合齿圈22可以是可限定多个周向间隔开的齿36的环形结构。接合齿圈22可被安装到传动系统部件12，用于围绕传动轴线14共同旋转。棘爪24可具有棘爪齿38，并且可被安装到壳体20用于围绕枢转轴线40在第一枢转位置和第二枢转位置之间进行枢转运动，在第一枢转位置，棘爪齿38从接合齿圈22的齿36脱离以便不妨碍接合齿圈22相对于壳体20旋转，在第二枢转位置，棘爪齿38与接合齿圈22的齿36接合以便阻止接合齿圈22相对于壳体20旋转。枢转轴线40可以平行于传动轴线14。在所提供的示例中，棘爪24被固定地安装在圆柱形轨道42上，圆柱形轨道42被不能旋转地联接到壳体20。棘爪弹簧26被配置为朝向第一枢转位置偏压棘爪24。在所提供的示例中，棘爪弹簧26为被安装到轨道42并接合到壳体20的扭力弹簧。

凸轮从动件28可被联接到棘爪24用于与其一起围绕枢转轴线40移动。在所提供的示例中，凸轮从动件28为能旋转地安装到棘爪24的滚轮。

参考图2和图3，凸轮30可沿运动轴线50在第一凸轮位置和第二凸轮位置之间移动，运动轴线50可平行于枢转轴线40。凸轮30被配置为接触凸轮从动件28，并且包括第一凸轮部分52、第二凸轮部分54和在第一凸轮部分52与第二凸轮部分54之间的过渡部分56。第一凸轮部分52可以是圆柱形的，并且被定尺寸为当第一凸轮部分52被定位为与凸轮从动件28接触时(即，当凸轮30处于第一凸轮位置时)使棘爪24被定位在第一枢转位置。第二凸轮部分54可以是圆柱形的，并且被定尺寸为当第二凸轮部分54被定位为与凸轮从动件28接触时(即，当凸轮30处于第二凸轮位置时)使棘爪24被定位在第二枢转位置。

第一致动器组件32可以是任何类型的线性致动器，并且可包括具有第一输出构件62的第一线性马达60，第一输出构件62能沿运动轴线50在第一输出构件位置和第二输出构件位置之间移动。第一线性马达60可以以任何期望的方式配置，如在2012年8月23日递交的美国临时专利申请第61/869292号中所描述的致动器，该专利的公开内容通过引用如详细完整地阐述一样被并入此文。简单地说，第一线性马达60可包括第一致动器壳体70、旋转马达72(图1)、传动装置74、导螺杆76、托架组件80和第一输出构件62。第一致动器壳体70被配置为固定地联接到壳体20，并且可容纳第一线性马达60的期望部分。旋转马达72被固定地联接到第一致动器壳体70。传动装置74可被安装到第一致动器壳体70，并且可接收来自旋转马达72的旋转动力。导螺杆76可以被能旋转地安装到第一致动器壳体70，并且可接收由传动装置74输出的旋转动力。导螺杆76可被定向为大致平行于运动轴线50。托架组件80可通过导螺杆76沿平行于运动轴线50的轴向方向移动。第一输出构件62可被固定地联接到托架组件80以与其一起移动。

第一输出构件62可包括圆柱杆形结构，其可与凸轮30同轴设置。在所提供的特定示例中，凸轮30被能滑动地并且同心地安装在第一输出构件62上。

第二致动器组件34可以是任何类型的线性致动器，其被配置为储存(并且选择性地释放)机械能，以在一个或多个预定情形下使凸轮30在第一输出构件62上移动。在所提供的本示例中，第二致动器组件34被配置为选择地释放机械能，以当第一输出构件62处于第一输出构件位置时，将凸轮30在第一输出构件62上从第一凸轮位置移动到第二凸轮位置。第二致动器组件34可包括偏压元件82、制动机构84和第二致动器86。偏压元件82可被配置为产生轴向力，该轴向力被施加以将凸轮30从第一凸轮位置驱动到第二凸轮位置。

具体参考图3，偏压元件82可以是螺旋弹簧，其可被设置为径向地且同轴地围绕第一输出构件62，并且轴向位于第一输出构件62和凸轮30之间。偏压元件82可被接纳在形成于凸轮30中的孔88中，并且可被设置为轴向位于肩部90和保持器92之间，肩部90可被形成在凸轮30上，并且保持器92可被固定地联接到第一输出构件62。

参考图4，制动机构84可被联接到第一输出构件62，并且可被配置为选择性地阻止凸轮30从第一凸轮位置向第二凸轮位置移动。制动机构84可包括止动构件94和一个或多个制动弹簧96。止动构件94可被安装到第一输出构件62，用于相对于第一输出构件62沿径向方向在第一制动位置和第二制动位置之间移动，第二制动位置在第一制动位置的径向内部。制动弹簧96可被设置在第一输出构件62和止动构件94之间，并且可朝向第一制动位置偏压止动构件94。止动构件94可被设置为与凸轮30成一直线，以便当止动构件94处于第一制动位置时，偏压元件82(图3)使凸轮30的端面接触止动构件94。将理解，止动构件94与凸轮30的端面之间的接触将阻止凸轮30相对于第一输出构件62在趋于使偏压元件82卸载的方向上移动。换句话说，凸轮30的端面和止动构件94之间的接触允许被储存在偏压元件82中。还将理解，将止动构件94放置在第二制动位置允许凸轮30在第一输出构件62上滑动，以便至少部分地使偏压元件82卸载。

在图2和图5中，第二致动器86可以是可选择地将止动构件94移动到第二制动位置的任何类型的致动器。在所提供的具体示例中，第二致动器86包括具有第二输出构件102的线性马达100，第二输出构件102可包括可联接到轴杆106的顶端机构104。线性马达100可以是诸如螺线管的任何类型的线性马达，并且可被安装到壳体20(图1)，以便第二输出构件102能沿大致垂直于运动轴线50的方向移动。顶端机构104可包括柱塞110和将柱塞110能移动地联接到轴杆106的柱塞弹簧112。

返回图1和图2，第一致动器组件32可被操作以沿运动轴线50平移第一输出构件62，从而引起凸轮30的相应移动。当止动构件94处于第一制动位置并且紧靠凸轮30的端面以便偏压元件82(图3)处于负载下时，第一输出构件62在第一输出构件位置和第二输出构件位置之间的移动可分别引起凸轮30在第一凸轮位置和第二凸轮位置之间的相应移动。

在图2至图4中，当第一输出构件62处于第一输出构件位置并且止动构件94处于第一制动位置并紧靠凸轮30的端面以便偏压元件82处于负载下时，第二致动器组件34可被操作以将止动构件94收回(即，将止动构件94移动至第二制动位置)，以便偏压元件82可将凸轮30在第一输出构件62上从第一凸轮位置移动到第二凸轮位置。

在所提供的特定示例中，第二致动器组件34不被配置为使凸轮30从第二凸轮位置返回到第一凸轮位置(并由此使偏压元件82负载)。相反地，第一致动器组件34被操作以移动第一输出构件62，从而使偏压元件82重新负载并重置制动机构84。在这点上，第一致动器组件34被操作以将第一输出构件62移动到第二输出构件位置。凸轮30可例如通过凸轮30和第一致动器组件32的壳体70之间的接触被保持在第二凸轮位置。当凸轮30处于第二凸轮位置时，将第一输出构件62放置在第二输出构件位置允许第一输出构件62从凸轮30退回，以便止动构件94可被移动到形成在壳体70中的套环70a中的槽形开口150(在图2和图6中示出)中。当止动构件94被设置在槽形开口150中时，制动弹簧96可迫使止动构件94径向向外进入第一制动位置，使得止动构件94被设置为抵靠凸轮30的端面。

实施例的前述描述已经被提供用于例示和说明的目的。其并非意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在适用的场合，能互换并可被用于所选择的实施例，即使未明确显示或描述。各个的元件或特征也可以许多方式被改变。这种改变不被认为背离本公开，并且所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

驻车锁机构 10 第一致动器组件 32

传动系统部件 12 第二致动器组件 34

传动轴线 14 齿 36

壳体 20 棘爪齿 38

接合齿圈 22 枢转轴线 40

棘爪 24 轨道 42

棘爪弹簧 26 运动轴线 50

凸轮从动件 28 第一凸轮部分 52

凸轮 30 第二凸轮部分 54

过渡部分 56 孔 88

第一线性马达 60 肩部 90

第一输出构件 62 保持器 92

第一致动器壳体 70 止动构件94

套环 70a 制动弹簧 96

旋转马达 72 线性马达 100

传动装置 74 第二输出构件 102

导螺杆 76 顶端机构 104

托架组件 80 轴杆 106

偏压元件 82 柱塞 110

制动机构 84 柱塞弹簧 112

第二致动器 86 槽形开口 150

Claims (14)

1.一种用于具有可旋转构件的车辆传动系统部件的驻车锁机构，所述驻车锁机构包括：

壳体；

接合齿圈，适于被联接到所述可旋转构件用于共同旋转，所述接合齿圈被接纳在所述壳体中并且包括多个周向间隔开的齿；

具有棘爪齿的棘爪，所述棘爪被能枢转地联接到所述壳体以围绕枢转轴线在第一枢转位置和第二枢转位置之间移动，在所述第一枢转位置，所述棘爪齿从所述接合齿圈的齿脱离以便不妨碍所述接合齿圈相对于所述壳体旋转，在所述第二枢转位置，所述棘爪齿接合所述接合齿圈的齿以便阻止所述接合齿圈相对于所述壳体旋转；

棘爪弹簧，朝向所述第一枢转位置偏压所述棘爪；

凸轮从动件，被安装到所述棘爪用于与所述棘爪一起围绕所述枢转轴线移动；

凸轮，能沿运动轴线移动并接触所述凸轮从动件，所述凸轮具有第一凸轮部分和第二凸轮部分，其中所述凸轮沿所述运动轴线在第一凸轮位置的定位将所述第一凸轮部分放置在所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第一枢转位置，并且其中所述凸轮沿所述运动轴线在第二凸轮位置的定位将所述第二凸轮部分放置在所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第二枢转位置；

具有第一输出构件的第一致动器组件，所述第一输出构件能沿所述运动轴线在第一输出构件位置和第二输出构件位置之间移动，所述凸轮被能滑动地安装到所述第一输出构件；和

具有偏压元件、制动机构和第二输出构件的第二致动器组件，所述偏压元件沿所述运动轴线以预定方向偏压所述第一输出构件上的所述凸轮，所述制动机构具有能相对于所述第一输出构件在第一制动位置和第二制动位置之间移动的止动构件，当所述止动构件处于所述第一制动位置时，所述止动构件接触所述凸轮以阻止所述凸轮沿所述运动轴线以所述预定方向移动并在所述偏压元件中储存能量，所述第二输出构件被配置为选择性地将所述止动构件从所述第一制动位置移动到所述第二制动位置。

2.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述第二输出构件包括轴杆和顶端机构，该顶端机构具有柱塞和将所述柱塞联接到所述轴杆的弹簧。

3.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述止动构件被安装在所述第一输出构件上。

4.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述制动机构包括朝向所述第一制动位置偏压所述止动构件的制动弹簧。

5.根据权利要求4所述的驻车锁机构，其中所述制动弹簧将所述止动构件相对于所述第一输出构件径向向外偏压。

6.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述第二致动器组件包括线性马达。

7.根据权利要求6所述的驻车锁机构，其中所述线性马达包括螺线管。

8.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述第一致动器组件包括线性马达。

9.根据权利要求8所述的驻车锁机构，其中所述线性马达包括通过传动装置驱动所述第一输出构件的旋转马达。

10.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述偏压元件被接纳在所述凸轮中的孔中。

11.根据权利要求1所述的驻车锁机构，其中所述止动构件被联接到所述第一输出构件以随其轴向移动。

12.根据权利要求11所述的驻车锁机构，其中与所述止动构件处于所述第二制动位置时相比，当所述止动构件处于所述第一制动位置时，所述止动构件被定位为从所述运动轴线更加径向向外。

13.一种用于阻止车辆传动系统部件的可旋转构件旋转的方法，所述方法包括：

将接合齿圈联接到所述可旋转构件，所述接合齿圈具有多个周向间隔开的齿；

将棘爪枢转地安装以围绕枢转轴线在第一枢转位置和第二枢转位置之间移动，在所述第一枢转位置，所述棘爪的棘爪齿从所述接合齿圈的齿脱离以便不妨碍所述接合齿圈旋转，在所述第二枢转位置，所述棘爪齿接合所述接合齿圈的齿以便阻止所述接合齿圈旋转；

朝向所述第一枢转位置偏压所述棘爪；

在所述棘爪上提供凸轮从动件；

安装用于在第一凸轮位置和第二凸轮位置之间沿运动轴线平移的凸轮，所述凸轮接触所述凸轮从动件并且包括第一凸轮部分和第二凸轮部分，其中所述凸轮在所述第一凸轮位置的定位使所述第一凸轮部分位于所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第一枢转位置，并且其中所述凸轮在所述第二凸轮位置的定位使所述第二凸轮部分位于所述凸轮从动件上，由此将所述棘爪定位在所述第二枢转位置；

提供第一致动器组件和第二致动器组件，所述第一致动器组件具有第一输出构件，所述第二致动器组件具有制动机构，所述凸轮被能滑动地安装在所述第一输出构件上，所述制动机构具有能相对于所述第一输出构件在第一制动位置和第二制动位置之间移动的止动构件，在所述第一制动位置，所述止动构件与所述凸轮接触，以阻止所述凸轮沿所述第一输出构件以预定方向移动；

操作所述第一致动器组件以将所述第一输出构件从第一输出构件位置移动到第二输出构件位置，由此将所述凸轮从所述第一凸轮位置驱动到所述第二凸轮位置；

操作所述第一致动器组件以将所述第一输出构件从所述第二输出构件位置移动到所述第一输出构件位置，由此将所述凸轮从所述第二凸轮位置驱动到所述第一凸轮位置；以及

操作所述第二致动器组件以将所述止动构件移动到所述第二制动位置，在所述第二制动位置，所述止动构件允许所述凸轮在所述第一输出构件上以所述预定方向移动。

14.根据权利要求13所述的方法，其中仅当所述第一输出构件处于所述第一输出构件位置时，所述第二致动器组件被操作以移动所述止动构件。