CN107524765B - 一种防后溜倒挡器和具有防后溜倒挡器的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防后溜倒挡器和具有防后溜倒挡器的车辆，包括倒挡器壳体、输入锥齿轮、动力输出轴、前进锥齿轮、倒挡锥齿轮、离合齿套和换挡拨叉；动力输出轴通过轴承支撑于倒挡器壳体内；前进锥齿轮和倒挡锥齿轮均空套在动力输出轴上，且均与输入锥齿轮相啮合；离合齿套安装在动力输出轴上；换挡拨叉带动离合齿套择一地与前进锥齿轮或倒挡锥齿轮配合；还包括内座圈固套在动力输出轴上的单向离合器以及用于周向锁定单向离合器的外座圈的锁止结构，锁止结构和离合齿套之间设有传动结构，离合齿套带动传动结构来驱动锁止结构锁定或解锁。本发明能够防止车辆出现向后滑溜的现象，同时能够保证车辆在前进和后退之间进行切换。

Description

一种防后溜倒挡器和具有防后溜倒挡器的车辆

技术领域

本发明涉及车辆的传动系统，具体涉及一种防后溜倒挡器和具有防后溜倒挡器的车辆。

背景技术

倒挡器是一种常用的倒挡装置，倒挡器广泛运用在三轮摩托车、四轮车等车辆上。通过设置倒挡器来实现车辆在前进和后退的切换，能够提升车辆的灵活性。但是当车辆行驶在有坡度的地方突然熄火时，由于驾驶人员未及时拉动手刹制动，车辆会沿坡度向后滑溜；当车辆在有坡度的地方启动时，在启动过程中车辆会沿坡度向后滑溜。车辆滑溜倒退易造成前后两辆车辆之间出现碰撞的情况，造成不必要的交通事故，还有可能伤及路人。

发明内容

本发明的目的是提出一种防后溜倒挡器，能够保证车辆在前进和后退之间进行切换，同时能够防止车辆出现向后滑溜的现象。

本发明所述的一种防后溜倒挡器，包括倒挡器壳体、输入锥齿轮、动力输出轴、前进锥齿轮、倒挡锥齿轮、离合齿套和换挡拨叉；所述动力输出轴通过轴承支撑于所述倒挡器壳体内，所述动力输出轴的输出端向外伸出于所述倒挡器壳体；所述前进锥齿轮和所述倒挡锥齿轮相向设置且均空套在所述动力输出轴上，所述输入锥齿轮安装在所述倒挡器壳体中，所述前进锥齿轮和所述倒挡锥齿轮均与所述输入锥齿轮相啮合；所述离合齿套以周向固定且轴向滑动的方式安装在所述动力输出轴上，所述离合齿套位于所述前进锥齿轮和所述倒挡锥齿轮之间；所述换挡拨叉铰接在所述倒挡器壳体中，以带动所述离合齿套择一地与所述前进锥齿轮或所述倒挡锥齿轮配合；还包括内座圈固套在所述动力输出轴上的单向离合器以及用于周向锁定所述单向离合器的外座圈的锁止结构，所述锁止结构和所述离合齿套之间设有传动结构，所述离合齿套带动所述传动结构来驱动所述锁止结构锁定或解锁，当所述离合齿套与所述前进锥齿轮配合时，所述锁止结构处于锁定状态，当所述离合齿套与所述倒挡锥齿轮配合时，所述锁止结构处于解锁状态。

进一步，所述离合齿套的外壁设有环形槽，所述传动结构包括端部与所述环形槽滑动配合的支脚。

进一步，所述传动结构包括伸缩组件和用于使所述伸缩组件保持伸长趋势的弹簧，所述伸缩组件的一端与所述锁止结构相连，所述伸缩组件的另一端设有以周向固定且轴向滑动的方式安装在所述倒挡器壳体内的座体，所述支脚固定连接在所述座体上。

进一步，所述座体为套筒，所述伸缩组件还包括与所述锁止结构相连的推杆，所述推杆的根部设有与所述套筒的内腔滑动配合的轴环，所述套筒的头部设有与所述推杆滑动配合的通孔，所述推杆的头部由所述通孔向外伸出于所述套筒，所述通孔的孔径小于所述轴环的外径；所述弹簧位于所述套筒内，且所述弹簧位于所述套筒的根部和所述推杆的根部之间。

进一步，所述锁止结构包括设置在所述外座圈上的外齿和用于阻止所述外齿旋转的锁止件，所述锁止件与所述传动结构相连，所述锁止件在所述传动结构的带动下能够运行到所述外齿的旋转路径上或者离开所述外齿的旋转路径。

进一步，所述锁止件上设有用于与所述外齿接触的阻挡部，所述壳体内设有用于阻止所述阻挡部旋转的限位部，以避免所述阻挡部在所述外齿的挤压下脱离所述外齿的旋转路径。

进一步，所述倒挡器壳体内设有轴承座，所述轴承座上安装有与动力输出轴配合的轴承，所述轴承座将所述倒挡器壳体的内腔分隔成第一空腔和第二空腔，所述前进锥齿轮和所述倒挡锥齿轮位于所述第一空腔内，所述单向离合器位于所述第二空腔内。

进一步，所述倒挡器壳体包括固定连接在一起的第一壳体和第二壳体，所述轴承座与所述第一壳体围成所述第一空腔，所述轴承座与所述第二壳体围成所述第二空腔。

进一步，所述离合齿套通过花键配合的方式安装在所述动力输出轴上。

本发明还公开了一种车辆，该车辆上具有上述的防后溜倒挡器。该车辆能够前进和后退，并且有效缓解了滑溜的现象。

本发明通过在倒挡器内合理布置单向离合器、传动结构和锁止结构来防止车辆出现向后滑溜的现象，同时能够保证车辆在前进和后退之间进行切换。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为图2中的B-B剖视图；

图4为本发明安装有万向节时的主视图；

图5为图4的左视图。

图中：1—第一壳体；2—第二壳体；3—动力输出轴；4—倒挡锥齿轮；5—前进锥齿轮；6—离合齿套；7—换挡拨叉；8—换挡轴；9—输入锥齿轮；10—内座圈；11—外座圈；12—套筒；13—推杆；14—锁止件；15—支脚；16—限位部；17—外齿；18—弹簧；19—轴承座；20—环形槽；21—第一轴承；22—第二轴承；23—第三轴承；24—第一滑孔；25—第二滑孔；26—开口槽；27—滚柱；28—弹性件；29—换挡踏板；30—万向节；31—钢球。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示的一种防后溜倒挡器，包括倒挡器壳体、输入锥齿轮9、动力输出轴3、前进锥齿轮5、倒挡锥齿轮4、离合齿套6和换挡拨叉7；动力输出轴3通过第一轴承21和第二轴承22支撑于倒挡器壳体内，动力输出轴3的输出端向外伸出于倒挡器壳体；前进锥齿轮5和倒挡锥齿轮4相向设置且均空套在动力输出轴3上，输入锥齿轮9安装在倒挡器壳体中，前进锥齿轮5和倒挡锥齿轮4均与输入锥齿轮9相啮合；离合齿套6以周向固定且轴向滑动的方式安装在动力输出轴3上，离合齿套6位于前进锥齿轮5和倒挡锥齿轮4之间；换挡拨叉7铰接在倒挡器壳体中，以带动离合齿套6择一地与前进锥齿轮5或倒挡锥齿轮4配合；还包括内座圈10固定且套在动力输出轴3上的单向离合器以及用于周向锁定单向离合器的外座圈11的锁止结构，锁止结构和离合齿套6之间设有传动结构，离合齿套6带动传动结构来驱动锁止结构锁定或解锁，当离合齿套6与前进锥齿轮5配合时，锁止结构处于锁定状态，当离合齿套6与倒挡锥齿轮4配合时，锁止结构处于解锁状态。

为了方便描述，将前进锥齿轮5空转时的旋转方向设为顺时针方向，将倒挡锥齿轮4的空转方向设为逆时针方向。

采用上述技术方案，通过传动结构传递动力，利用离合齿套6的轴向滑动来带动锁止结构的锁定或解锁。当处于前进挡位时，离合齿套6与前进锥齿轮5配合，此时锁止结构处于锁定状态，单向离合器的外座圈11被锁定，正常情况下前进锥齿轮5带着离合齿套6沿顺时针方向旋转，同时动力输出轴3与离合齿套6同步旋转，动力输出轴3带着内座圈10沿顺时针方向旋转，为了保证车辆正常运行，此时单向离合器的内座圈10和外座圈11之间必然不会出现锁止现象，而此时若出现向后滑溜的话，动力输出轴3会沿逆时针方向旋转并带着内座圈10沿逆时针方向旋转，内座圈10和外座圈11之间就会出现锁止现象，在外座圈11被锁定的情况下，内座圈10也无法沿逆时针方向旋转，此时便能够阻止动力输出轴3沿逆时针方向旋转，从而避免车辆出现向后滑溜的现象。当处于倒挡状态时，离合齿套6与倒挡锥齿轮4配合，锁止结构处于解锁状态，此时外座圈11能够自由旋转，因此单向离合器能够与动力输出轴3同步旋转，因此在倒挡状态下动力输出轴3的转动并不会受到限制。

具体的，如图2所示，输入锥齿轮9一般通过轴承安装在倒挡器壳体中，如图1、图4和图5所示，换挡拨叉7一般通过换挡轴8铰接在倒挡器壳体上，换挡轴8与换挡踏板29相连，驾驶人员通过踩换挡踏板29来带动换挡轴8转动，从而带着换挡拨叉7转动，换挡拨叉7带着离合齿套6沿着动力输出轴3运动，离合齿套6与前进锥齿轮5以及离合齿套6与倒挡锥齿轮4之间一般构成一种离合结构来配合在一起，例如花键配合；使得离合齿套6与前进锥齿轮5配合在一起时，离合齿套6与前进锥齿轮5能够同步转动；离合齿套6与倒挡锥齿轮4配合在一起时，离合齿套6与倒挡锥齿轮4也能够同步转动。

如图1所示，在一种实施方式中，离合齿套6的外壁设有环形槽20，传动结构包括端部与环形槽20滑动配合的支脚15。采用上述结构，离合齿套6沿动力输出轴3轴向滑动是会带着支脚15一起运动，从而将运动传递给传动结构，而当离合齿套6旋转时，支脚15不会随着环形槽20滑动，因此既能传递运动，又不会过多影响离合齿套6旋转。作为一种优选，换挡拨叉7也与环形槽20滑动配合，利用一个环形槽20，换挡拨叉7能够驱动离合齿套6沿动力输出轴3轴向滑动，同时驱动支脚15以及传动结构运动，来实现单向离合器的外座圈11的锁定和解锁，且这个过程不会过多影响离合齿套6旋转。

如图2所示，在一个实施方式中，传动结构包括伸缩组件和用于使伸缩组件保持伸长趋势的弹簧18，伸缩组件的一端与锁止结构相连，伸缩组件的另一端设有以周向固定且轴向滑动的方式安装在倒挡器壳体内的座体，座体的滑动方向与动力输出轴3的中心轴线平行，支脚15固定连接在座体上。通过设置伸缩组件，避免影响防后溜倒挡器的正常换挡，在锁止结构无法立即锁定时，通过伸缩组件的缩短来避免传动组件对离合齿套6滑动的影响，而设置弹簧18确保了在锁止结构符合锁定条件时，伸缩组件能够立即伸长来驱动锁止结构锁定。例如当锁止结构为设置在外座圈11上的外齿圈以及与外齿圈对应的锁块构成时，在传动结构推动锁块去卡住外齿圈时，锁块不一定能够立即与外齿圈啮合，有时需要在外齿圈旋转一定角度后锁块才能够与外齿圈啮合来阻止外座圈11继续旋转，此时设置上述结构便可避免对离合齿套6的滑动造成影响，又能在锁止结构符合锁定条件时立即锁定。

如图2所示，作为一种优选，座体为套筒12，伸缩组件还包括与锁止结构相连的推杆13，推杆13的根部设有与套筒12的内腔滑动配合的轴环，套筒12的头部设有与推杆13滑动配合的通孔，推杆13的头部由通孔向外伸出于套筒12，通孔的孔径小于轴环的外径；弹簧18位于套筒12内，且弹簧18位于套筒12的根部和推杆13的根部之间。通过通孔对轴环进行限位，推杆13能够随着套筒12退回，确保了锁止结构能够顺利的解锁。进一步，为了保证运行顺畅，套筒12的中心轴线与动力输出轴3的中心轴线平行。进一步，倒挡器壳体内可以设置与套筒12根部滑动配合的第一滑孔24以及与推杆13的头部滑动配合的第二滑孔25，利用第一滑孔24和第二滑孔25，来提升伸缩组件运行的稳定性。

如图2和图3所示，在一个实施方式中，锁止结构包括设置在外座圈11上的外齿17和用于阻止外齿17旋转的锁止件14，锁止件14与传动结构相连，锁止件14在传动结构的带动下能够运行到外齿17的旋转路径上或者离开外齿17的旋转路径。锁止件14运行至外齿17的旋转路径上时，锁止件14便可通过与外齿17接触来阻挡外齿17继续旋转，从而周向固定外座圈11，锁止件14离开外齿17的旋转路径时，外座圈11便可以自由旋转。在采用上述的外齿17和锁止件14构成锁止结构时，结合上述的伸缩组件和弹簧18所构成的传动结构使用，能够取得更佳的使用效果，在锁止件14被外齿17挡住无法进去外齿17的旋转路径时，伸缩组件能够收缩而不影响换挡过程，在外齿17旋转一定角度不再挡住锁止件14的时候，弹簧便能驱动伸缩件伸长而使得锁止件14运行至外齿17的旋转路径上。作为一种优选，为了能够快速的锁定外座圈11，以及减小车辆向后滑溜时外座圈11被锁止之前旋转的角度，在外座圈11上设有多个沿轴向分布的外齿17。

如图2和图3所示，作为一种优选，锁止件14上设有用于与外齿17接触的阻挡部，壳体内设有用于阻止阻挡部旋转的限位部16，以避免阻挡部在外齿17的挤压下脱离外齿17的旋转路径。在锁止件14与限位部16滑动配合时，可以在锁止件14上镶嵌能够转动的钢球31来保证在配合间隙小时，锁止件14也能够顺畅的滑动。在一个实施方式中，传动结构由上述的套筒12、推杆13和弹簧18构成时，锁止件14固定在推杆13上，限位部16用于阻挡锁止件14绕推杆13的中心轴线旋转。限位部16可以形成一个与锁止件14滑动配合的滑槽。作为一种优选，锁止件14为固定安装在推杆13上的块状件，多个外齿17与外座圈11构成外齿圈结构，推杆13能够推动所述锁止件14与该外齿圈啮合。

如图1和图2所示，在一个实施方式中，倒挡器壳体内设有轴承座19，轴承座19上安装有与动力输出轴3配合的第三轴承23，轴承座19将倒挡器壳体的内腔分隔成第一空腔和第二空腔，前进锥齿轮5和倒挡锥齿轮4位于第一空腔内，单向离合器位于第二空腔内。采用上述结构，利用三个轴承对动力输出轴3形成良好的支撑，同时能够减小动力输出轴3的轴向窜动，并且还增强了第一空腔的密封性能。在实施时，可以在轴承座19上设置与传动结构对应的避让孔，若传动结构包含杆状件时，可以将避让孔设置成与杆状件滑动配合，既能保证一定的密封性能又能对杆状件起到导向和支撑的作用。作为一种优选，倒挡器壳体包括固定连接在一起的第一壳体1和第二壳体2，轴承座19与第一壳体1围成第一空腔，轴承座19与第二壳体2围成第二空腔，轴承座19位于倒挡器壳体内，能够减小漏油的风险。

上述的周向固定且轴向滑动的方式可以通过设置凸起和滑槽构成的配合结构来实现，例如通过花键配合的方式来实现。作为一种优选，离合齿套6通过花键配合的方式安装在动力输出轴3上。

现有技术中的单向离合器一般由外座圈、内座圈以及内座圈和外座圈之间的单向锁紧结构构成，在外座圈固定时，内座圈只能相对于外座圈绕一个方向旋转，绕另相反方向旋转时，单向锁紧结构会将内座圈和外座圈锁定在一起。

如图3所示，在一个实施方式中，单向离合器包括内座圈10和外座圈11，内座圈10套设且固定在动力输出轴3上，内座圈10上设有多个凸轮型线的开口槽26，开口槽26均面向外座圈11，开口槽26内设有滚柱27和用于将滚柱27顶向开口槽26小端的弹性件28，在锁止结构处于未锁定状态时，单向离合器整体会随着动力输出轴3旋转。在锁止结构处于锁定状态时，外座圈11被锁定，此时若内座圈10沿顺时针方向旋转，滚柱27向开口槽26的大端移动并且压缩弹性件28，单向离合器未处于锁止状态，内座圈10可以相对外座圈11转动；此时若内座圈10沿逆时针方向旋转，滚柱27向开口槽26的小端移动，滚柱27会卡住内座圈10和外座圈11，使得内座圈10无法相对外座圈11沿逆时针方向转动。

本发明还提出了一种车辆，该车辆上具有上述的防后溜倒挡器。防后溜倒挡器中的输入锥齿轮9与发动机输出轴传动连接相，动力输出轴3的输出端可以设置一个万向节30来传输动力。上述的防后溜倒挡器能够运用于车辆，尤其是三轮摩托车，使得车辆能够前进、后退的切换，在防止车辆向后滑溜的同时不会影响车辆在倒挡状态下的运行。

Claims (8)

1.一种防后溜倒挡器，包括倒挡器壳体、输入锥齿轮（9）、动力输出轴（3）、前进锥齿轮（5）、倒挡锥齿轮（4）、离合齿套（6）和换挡拨叉（7）；所述动力输出轴（3）通过轴承支撑于所述倒挡器壳体内，所述动力输出轴（3）的输出端向外伸出于所述倒挡器壳体；所述前进锥齿轮（5）和所述倒挡锥齿轮（4）相向设置且均空套在所述动力输出轴（3）上，所述输入锥齿轮（9）安装在所述倒挡器壳体中，所述前进锥齿轮（5）和所述倒挡锥齿轮（4）均与所述输入锥齿轮（9）相啮合；所述离合齿套（6）以周向固定且轴向滑动的方式安装在所述动力输出轴（3）上，所述离合齿套（6）位于所述前进锥齿轮（5）和所述倒挡锥齿轮（4）之间；所述换挡拨叉（7）铰接在所述倒挡器壳体中，以带动所述离合齿套（6）择一地与所述前进锥齿轮（5）或所述倒挡锥齿轮（4）配合；其特征在于：还包括内座圈（10）固套在所述动力输出轴（3）上的单向离合器以及用于周向锁定所述单向离合器的外座圈（11）的锁止结构，所述锁止结构和所述离合齿套（6）之间设有传动结构，所述离合齿套（6）带动所述传动结构来驱动所述锁止结构锁定或解锁，当所述离合齿套（6）与所述前进锥齿轮（5）配合时，所述锁止结构处于锁定状态，当所述离合齿套（6）与所述倒挡锥齿轮（4）配合时，所述锁止结构处于解锁状态；所述离合齿套（6）的外壁设有环形槽（20），所述传动结构包括端部与所述环形槽（20）滑动配合的支脚（15）；所述传动结构包括伸缩组件和用于使所述伸缩组件保持伸长趋势的弹簧（18），所述伸缩组件的一端与所述锁止结构相连，所述伸缩组件的另一端设有以周向固定且轴向滑动的方式安装在所述倒挡器壳体内的座体，所述支脚（15）固定连接在所述座体上。

2.根据权利要求1所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述座体为套筒（12），所述伸缩组件还包括与所述锁止结构相连的推杆（13），所述推杆（13）的根部设有与所述套筒（12）的内腔滑动配合的轴环，所述套筒（12）的头部设有与所述推杆（13）滑动配合的通孔，所述推杆（13）的头部由所述通孔向外伸出于所述套筒（12），所述通孔的孔径小于所述轴环的外径；所述弹簧（18）位于所述套筒（12）内，且所述弹簧（18）位于所述套筒（12）的根部和所述推杆（13）的根部之间。

3.据权利要求1-2任一项中所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述锁止结构包括设置在所述外座圈（11）上的外齿（17）和用于阻止所述外齿（17）旋转的锁止件（14），所述锁止件（14）与所述传动结构相连，所述锁止件（14）在所述传动结构的带动下能够运行到所述外齿（17）的旋转路径上或者离开所述外齿（17）的旋转路径。

4.根据权利要求3所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述锁止件（14）上设有用于与所述外齿（17）接触的阻挡部，所述壳体内设有用于阻止所述阻挡部旋转的限位部（16），以避免所述阻挡部在所述外齿（17）的挤压下脱离所述外齿（17）的旋转路径。

5.根据权利要求1所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述倒挡器壳体内设有轴承座（19），所述轴承座（19）上安装有与动力输出轴（3）配合的轴承，所述轴承座（19）将所述倒挡器壳体的内腔分隔成第一空腔和第二空腔，所述前进锥齿轮（5）和所述倒挡锥齿轮（4）位于所述第一空腔内，所述单向离合器位于所述第二空腔内。

6.根据权利要求5所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述倒挡器壳体包括固定连接在一起的第一壳体（1）和第二壳体（2），所述轴承座（19）与所述第一壳体（1）围成所述第一空腔，所述轴承座（19）与所述第二壳体（2）围成所述第二空腔。

7.根据权利要求1所述的防后溜倒挡器，其特征在于：所述离合齿套（6）通过花键配合的方式安装在所述动力输出轴（3）上。

8.一种车辆，其特征在于：所述车辆上具有权利要求1-7任一项所述的防后溜倒挡器。