CN108071790A - 线控换挡式自动变速器的促动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过简单的结构实现空间节省且容易组装的线控换挡式变速器的促动器。促动器(10)具备壳体(11)、马达(12)、输出轴(15)、传感器支架(16)。马达(12)被收纳于壳体(11)并产生驱动力。马达(12)的驱动力经过由小齿轮(13)和输出齿轮(14)构成的齿轮对传递，输出轴(15)将传递的驱动力传递至插通的控制轴(5)。输出轴(15)通过花键卡合，将控制轴(5)插通为能够沿轴线的方向移动且能够绕轴线一体转动。传感器支架(16)对构成收纳于壳体(11)内的位置传感器(18)的传感器磁铁(17)进行保持。传感器支架(16)被设置为与输出轴(15)同轴，与插通的控制轴嵌合并一体转动。

Description

线控换挡式自动变速器的促动器

技术领域

本发明涉及在线控换挡式自动变速器中使控制轴转动的促动器。

背景技术

以往公知有例如下述专利文献1公开的线控换挡式自动变速器。该现有的线控换挡式自动变速器具备被安装于控制轴的一端部的位置传感器、驱动控制轴旋转的促动器、避免与位置传感器干涉地将促动器的输出轴与控制轴连结的U形部件。

专利文献1：日本特开2008-223813号公报

然而，上述现有的线控换挡式自动变速器中，需要避开位置传感器地将促动器与控制轴连结的U形部件。在该情况下，用于将U形部件以不能相对旋转的方式固定于控制轴的组装操作很繁琐，另外，组装操作耗费时间。另外，需要用于将U形部件设置于自动变速器的空间，自动变速器本身大型化。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而完成的。即，本发明的目的是提供通过简单的结构实现节省空间且容易组装的线控换挡式自动变速器的促动器。

为了解决上述课题，技术方案1的线控换挡式自动变速器的促动器的发明是应用于通过对应于操作部件的操作状态所输出的电信号而工作并切换为所选择的变速挡的线控换挡式自动变速器，并且使设置于上述自动变速器的控制轴绕轴线转动，在上述线控换挡式自动变速器的促动器中，具备：壳体，其具有供控制轴插入的插入孔；马达，其收纳于壳体并产生驱动力；齿轮对，其收纳于壳体并将马达的驱动力传递至控制轴；以及输出轴，其在壳体的内部且在齿轮对与控制轴之间与插入孔同轴配置，控制轴以能够沿轴线的方向移动且能够绕轴线与该输出轴一体转动的方式穿过该输出轴。

由此，通过使控制轴插入于输出轴，从而能够将输出轴组装为能够相对于控制轴绕轴线一体转动。由此，能够将马达的驱动力传递至控制轴。因此，不需要用于连结控制轴与马达的操作，能够非常容易地将促动器组装于自动变速器。另外，能够将控制轴与马达直接连结，而不使用除促动器之外的其他连结部件，所以能够实现自动变速器的小型化。

附图说明

图1是用于说明线控换挡式自动变速器的结构的图。

图2是用于说明图1的手控阀、控制轴、止动杆、驻车杆以及促动器的连结的立体图。

图3是用于说明图2的促动器的结构的剖视图。

图4是用于说明图3的小齿轮以及输出齿轮的结构的图。

图5是用于说明图3的控制轴的花键部与输出轴的花键孔的卡合的剖视图。

图6是用于说明图3的控制轴的对边平面部与传感器支架的贯通孔的嵌合的图。

图7是用于说明实施方式的变形例的促动器的结构的图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施方式。另外，在以下的实施方式以及变形例中，相互相同或者等同的部分在图中标注同一符号。另外，说明所使用的各图是概念图，存在各部分的形状未必精确的情况。

首先，说明具备本实施方式的促动器10的自动变速器1。自动变速器1如图1所示，是通过根据作为操作部件的变速杆(或换挡开关)S的操作状态输出的电信号而工作并切换为所选择的变速挡的线控换挡式自动变速器。在自动变速器1中，作为驱动源的发动机的曲轴(图示省略)的旋转经由变矩器T输入至输入轴I。输入到该输入轴I的旋转经由变速机构部2按照适当的变速比变速并从输出轴O被输出。

变速机构部2例如由多个行星机构构成，具有多级。另外，变速机构部2可以具有任意构造，例如可以由具有多个齿轮的齿轮机构、无级变速机构(CVT)等构成。

变速机构部2与液压控制装置3连接。液压控制装置3用于控制变速机构部2的变速工作，详细结构没有未图示，但至少具备在变速机构部2所使用的各种制动器、控制离合器的卡合工作的多个线性电磁阀、根据需要向各线性电磁阀供给工作油的手控阀4。构成液压控制装置3的阀体由多层构成，固定于自动变速器1的外壳H的下部。

手控阀4是为了根据变速杆S的选择实现变速挡、即驻车挡P、倒车挡R、空挡N或者前进挡D而从适当的端口向适当的线性电磁阀分别供给工作油的部件。手控阀4例如是滑阀，使滑柱沿手控阀4的轴线移位并定位在规定位置，由此实现驻车挡P、倒车挡R、空挡N、前进挡D。

手控阀4与止动杆(detent lever)6连结，该止动杆6与被设置为能够相对于外壳H绕轴线转动的控制轴5一体转动。控制轴(手动轴)5如图2所示，在前端侧组装于后述的促动器10。由此，控制轴5通过促动器10产生的驱动力绕轴线转动。

止动杆6与通过变速杆S选择的变速挡(驻车挡P、倒车挡R、空挡N、前进挡D)联动，如图2所示，例如转动至四个位置。止动杆6伴随着控制轴5的转动而一体转动，由此使手控阀4的滑柱根据转动位置沿轴线的方向移位，改变手控阀4的状态。止动杆6形成为外形近似扇形，基端侧被固定于控制轴5。止动杆6在前端侧形成有与四个变速挡(驻车挡P、倒车挡R、空挡N、前进挡D)分别对应的四个凹部。另外，止动杆6的凹部卡合有棘爪弹簧(detentspring)6a。棘爪弹簧6a施加将止动杆6(控制轴5)的转动位置定位的止动力。

另外，在止动杆6连结有驻车杆7。驻车杆7伴随着止动杆6(控制轴5)的转动而沿轴线的方向移位，设置于前端侧的卡合部件7a与驻车锁定卡爪8卡合。卡合部件7a由弹簧7b沿驻车杆7的轴线方向朝前端方向施力。驻车锁定卡爪8如图1以及图2所示，相对于一体固定于输出轴O的齿圈9卡合或分离。驻车锁定卡爪8设置为以一端为支点自由倾动，在驻车杆7对应于驻车挡P沿轴线的方向前进时(图2所示的位置)，向齿圈9的方向被按压并与齿圈9卡合。驻车锁定卡爪8被设置于驻车杆7并由弹簧7b向前端方向施力的卡合部件7a保持在卡合状态(锁定状态)。另外，驻车锁定卡爪8由未图示的弹簧等总是向与齿圈9分离的方向施力。由此，驻车锁定卡爪8在驻车杆7对应于驻车挡P以外的变速挡沿轴线的方向后退而与卡合部件7a的卡合解除时，由于驻车锁定卡爪8的弹簧的作用力而解除与齿圈9的卡合。

如图3所示，促动器10具备壳体11。壳体11具有供控制轴5插入壳体11内的插入孔11a。另外，壳体11具有插通孔11b，其与插入孔11a同轴设置，使在壳体11内穿过的控制轴5的前端以向壳体11的外侧突出的方式穿过。而且，如图2所示，在壳体11设置有用于固定于自动变速器1的外壳H的外周部的安装部11c。

壳体11的内部收纳有产生驱动力的马达12。马达12的驱动力经由马达轴12a输出至小齿轮13。小齿轮13与输出齿轮14啮合。如图4所示，输出齿轮14形成为近似扇形，以基端侧相对于输出轴15不能相对旋转的方式被组装和固定。另外，图4中，为了容易理解，用简单的线表示小齿轮13以及输出齿轮14的齿面。

输出轴15被收纳于壳体11，设置为能够相对于壳体11转动。输出轴15设置为与壳体11的插入孔11a同轴，供控制轴5穿过。另外，在插入孔11a与输出轴15之间设置有防尘密封件。输出轴15将经过由小齿轮13和输出齿轮14构成的齿轮对传递的马达12的驱动力传递至控制轴5。因此，输出轴15例如由金属材料形成。另外，为了将控制轴5插通为能够沿轴线的方向移动且能够绕轴线一体转动，如图5所示，输出轴15的内周部的一部分形成花键孔15a。对应于该输出轴15的花键孔15a，在控制轴5的外周部设置有花键部5a，以便与花键孔15a卡合。这里，花键孔15a与花键部5a卡合时，在转动方向相互具有间隙地卡合。

壳体11的内部收纳有传感器支架16。如图3所示，传感器支架16配置为与输出轴15同轴，即与壳体11的插入孔11a同轴，在轴线的方向经由密封部件连结于输出轴15。另外，在插通孔11b与传感器支架16之间设置有防尘密封件。传感器支架16与从插入孔11a插入的控制轴5嵌合。

传感器支架16例如由树脂材料形成，与控制轴5绕轴线一体旋转。因此，如图6所示，传感器支架16设置有在内周部形成至少一个平面并具有对边平面的贯通孔16a。对应于该传感器支架16的贯通孔16a，在控制轴5的前端侧以与贯通孔16a的对边平面对应的方式，设置有作为卡合平面的对边平面部5b。另外，设置于控制轴5的对边平面部5b的面间距离比贯通孔16a的内部的面间距离稍大。由此，在控制轴5的对边平面部5b插通于贯通孔16a的情况下，对边平面部5b一边稍微扩张贯通孔16a的对边平面一边被压入，与贯通孔16a嵌合。

另外，传感器支架16组装有传感器磁铁17，该传感器磁铁17收纳于壳体11并构成检测换挡位置的传感器。传感器磁铁17设置为与收纳于壳体11并构成检测换挡位置的传感器的位置传感器18对置。位置传感器18与收纳于壳体11的控制基板19连接。控制基板19输入表示由位置传感器18检测出的换挡位置的信息，根据输入的信息驱动马达12。

这样构成的促动器10在控制轴5组装于自动变速器1、即止动杆6和驻车杆7组装于控制轴5的状态下组装于控制轴5。具体地说，促动器10组装于从自动变速器1的外壳H突出到花键部5a的控制轴5。在该情况下，在自动变速器1中控制轴5被组装为例如止动杆6(控制轴5)的转动位置(换挡位置)成为驻车挡P。

在促动器10的组装时，首先，将控制轴5的前端侧从设置于壳体11的插入孔11a插入。此时，能够经由插通孔11b确认设置于传感器支架16的贯通孔16a的对边平面的方向。因此，使设置于控制轴5的前端的对边平面部5b的方向、与传感器支架16的贯通孔16a的对边平面的方向一致，将控制轴5从插入孔11a插入。

若使促动器10向外壳H移动，则控制轴5的对边平面部5b与传感器支架16的贯通孔16a嵌合，若使促动器10进一步向外壳H移动，则控制轴5的花键部5a与输出轴15的花键孔15a卡合。而且，若促动器10与外壳H的外周部抵接，则如图1以及图2所示，控制轴5的前端、即对边平面部5b从壳体11的插通孔11b突出。在该状态下，壳体11的安装部11c例如通过螺栓紧固于自动变速器1的外壳H，由此促动器10的组装结束。

这样，在组装于自动变速器1的促动器10中，已经保持于传感器支架16的传感器磁铁17成为与驻车挡P对应的转动位置，位置传感器18将表示驻车挡P的信息输出至控制基板19。另外，在确认操作等中，若利用变速杆S选择变速挡，则电信号传递至控制基板19。控制基板19根据传递的电信号驱动马达12来实现所选择的变速挡。由此，马达12的驱动力经由小齿轮13和输出齿轮14传递至输出轴15，从输出轴15经由相互卡合的花键孔15a和花键部5a传递至控制轴5。因此，控制轴5通过从马达12传递的驱动力绕轴线转动，使止动杆6转动到与所选择的变速挡对应的位置。由此，手控阀4的滑柱以及驻车杆7移位，实现所选择的变速挡。另外，随着控制轴5的转动，传感器支架16与控制轴5一体转动而不产生相对旋转(不产生所谓的间隙)。因此，位置传感器18检测与传感器支架16一体转动的传感器磁铁17的转动位置即变速挡，将信息输出至控制基板19。

由以上的说明可知，上述实施方式的线控换挡式变速器的促动器10是适用于通过对应于操作部件亦即变速杆S的操作状态所输出的电信号而工作从而切换为所选择的变速挡的线控换挡式自动变速器1，并使设置于自动变速器1的控制轴5绕轴线转动的、线控换挡式自动变速器的促动器，其具备：具有供控制轴5插入的插入孔11a的壳体11、收纳于壳体11并产生驱动力的马达12、收纳于壳体11并将马达12的驱动力传递至控制轴5的齿轮对即小齿轮13和输出齿轮14、以及输出轴15，该输出轴15在壳体11的内部且在输出齿轮14与控制轴5之间与插入孔11a同轴配置，并且控制轴5以能够沿轴线的方向移动且能够绕轴线与该输出轴15一体转动的方式穿过该输出轴15。

根据上述实施方式的促动器10，通过使控制轴5插入于输出轴15，从而能够将输出轴15组装为能够相对于控制轴5绕轴线一体转动。由此，能够将马达12的驱动力传递至控制轴5。因此，不需要用于将控制轴5与马达12连结的操作，能够非常容易地将促动器10组装于自动变速器1。另外，不使用除促动器10之外的其他连结部件，就能够将控制轴5与马达12直接连结，所以能够实现自动变速器1的小型化。另外，伴随着将促动器10组装于自动变速器1的外壳H的操作，例如能够将控制轴5与马达12直接连结，而不是使用工具来连结，所以能够缩短组装操作所需要的时间。

另外，在该情况下，促动器10具备传感器支架16，该传感器支架16在壳体11的内部与输出轴15同轴配置，与控制轴5嵌合并与控制轴5绕轴线一体旋转，对收纳于壳体11并构成检测自动变速器1的变速挡的传感器的传感器磁铁17和位置传感器18中的传感器磁铁17进行保持。

由此，传感器磁铁17和位置传感器18收纳于壳体11的内部。由此，例如不需要在自动变速器1的外周部、内部设置用于设置传感器磁铁17和位置传感器18的空间，能够实现自动变速器1本身的小型化。另外，在与控制轴5嵌合的传感器支架16保持传感器磁铁17，由此不需要调整传感器磁铁17相对于位置传感器18的转动位置，其结果是，能够大幅度减少组装时间。因此，将促动器10组装于自动变速器1，从而能够将马达12的驱动力传递至控制轴5，并且位置传感器18能够准确检测变速挡。

另外，使控制轴5插入而组装促动器10，从而能够将传感器支架16嵌合为相对于控制轴5绕轴线一体旋转。因此，不需要用于连结控制轴5与传感器支架16的操作。其结果是，能够非常容易地进行组装操作，所以能够提高操作性并且缩短组装操作所需的操作时间。

在上述情况下，壳体11具有插通孔11b，其与插入孔11a同轴设置，将从插入孔11a插入的控制轴5的前端插通为向壳体11的外部突出，控制轴5在前端设置有具有对边平面的对边平面部5b。

由此，能够在控制轴5的从壳体11的插通孔11b突出的前端设置对边平面部5b。由此，例如在车辆产生电源故障的情况下，也能够使用通用工具容易从外部使控制轴5转动。由此，例如在车辆的修理时拖拽车辆时能够通过手动更容易地改变自动变速器1的变速挡，能够提高操作性。

在上述情况下，输出轴15设置有使控制轴5以能够沿轴线的方向移动且能够绕轴线一体转动方式穿过输出轴15的花键孔15a，控制轴5具有与输出轴15的花键孔15a卡合的花键部5a。

由此使控制轴5与输出轴15花键卡合，能够将马达12的驱动力传递至控制轴5。因此，能够非常容易且可靠地将马达12的驱动力传递至控制轴5。另外，能够将控制轴5插通于输出轴15，所以能够减少组装时间，能够提高操作性。

另外，在上述情况下，传感器支架16设置有贯通孔16a，该贯通孔16a供控制轴5插通并在内周部作为至少一个平面而具有对边平面，控制轴5在外周部设置有作为通过压入而与设置于传感器支架16的贯通孔16a的对边平面嵌合的卡合平面的对边平面部5b。

由此，传感器支架16通过压入而将贯通孔16a的对边平面与控制轴5的对边平面部5b的对边平面嵌合，由此能够与控制轴5一体转动。因此，能够非常容易且不产生相对旋转(不产生间隙)地使传感器支架16与控制轴5的转动一体地转动。由此，保持于传感器支架16的传感器磁铁17非常准确地转动到与变速挡对应的转动位置，所以位置传感器18能够非常准确地检测变速挡。

(上述实施方式的变形例)

在上述实施方式中，在壳体11的内部，以与设置于壳体11的插入孔11a同轴的方式收纳有输出轴15和传感器支架16。在该情况下，如图7所示，例如能够根据自动变速器1的规格省略传感器支架16。这样，在省略传感器支架16的情况下，使控制轴5穿过输出轴15而将促动器10组装于自动变速器1的外壳H，从而能够使输出轴15的花键孔15a与控制轴5的花键部5a卡合。

因此，与上述实施方式相同，为了连结控制轴5和马达12，不需要使用工具的操作。其结果是，能够非常容易地进行组装操作，所以能够提高操作性并且能够缩短组装操作所需的操作时间。

本发明不限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的，就可以采用各种变形例。

例如，在上述实施方式中，相对于输出轴15组装输出齿轮14并使它们一体转动。与此相对，也可以将输出齿轮14和输出轴15一体成型。在这种情况下，能够将马达12的驱动力经由输出轴15传递至控制轴5，所以能够得到与上述实施方式相同的效果，而且能够省略将输出齿轮14组装于输出轴15的操作。

另外，在上述实施方式中，在传感器支架16的贯通孔16a设置有对边平面，并且在控制轴5设置有与贯通孔16a的对边平面对应而嵌合(压入)的对边平面。在该情况下，例如也可以在传感器支架16的贯通孔16a设置一个平面，并且在控制轴5设置与贯通孔16a的一个平面对应的一个平面，在使控制轴5插通于传感器支架16的贯通孔16a的状态下通过螺钉等进行固定。

或者也可以在传感器支架16的贯通孔16a设置三个以上平面，并且在控制轴5设置与贯通孔16a的三个以上平面对应而嵌合(压入)的三个以上平面。而且也可以在传感器支架16的贯通孔16a设置凹部，并且在控制轴5设置与贯通孔16a的凹部对应而嵌合(压入)的凸部。

在上述情况下，能够相对于控制轴5将传感器支架16组装为不能相对旋转，所以能够可靠地使传感器支架16保持的传感器磁铁17与控制轴5的转动一致。因此，位置传感器18能够高精度检测与控制轴5一体转动的止动杆6的转动位置即变速挡。

另外，在上述实施方式中，在壳体11设置有插通孔11b，使设置于控制轴5的前端的对边平面部5b突出。在该情况下，也可以不设置壳体11的插通孔11b，不使控制轴5的前端从壳体11突出。另外，在上述实施方式中，在壳体11收纳控制基板19。在该情况下，也可以将控制基板19设置于壳体11的外部。

而且，在上述实施方式中，在具备驻车挡P、倒车挡R、空挡N以及前进挡D的自动变速器1中应用促动器10。然而，也可以像其它自动变速器例如混合动力车那样在切换驻车挡P和另一个变速挡(所谓的PnotP型)的自动变速器中应用促动器10。

符号说明

1…自动变速器，2…变速机构部，3…液压控制装置，4…手控阀，5…控制轴，5a…花键部，5b…对边平面部(卡合平面)，6…止动杆，6a…棘爪弹簧，7…驻车杆，7a…卡合部件，7b…弹簧，8…驻车锁定卡爪，9…齿圈，10…促动器，11…壳体，11a…插入孔，11b…插通孔，12…马达，12a…马达轴，13…小齿轮(齿轮对)，14…输出齿轮(齿轮对)，15…输出轴，15a…花键孔，16…传感器支架，16a…贯通孔，17…传感器磁铁，18…位置传感器(传感器)，19…控制基板，H…外壳，I…输入轴，O…输出轴，R…倒车挡，S…变速杆(操作部件)，T…变矩器。

Claims (5)

1.一种线控换挡式自动变速器的促动器，其应用于通过对应于操作部件的操作状态所输出的电信号而工作并切换为所选择的变速挡的线控换挡式自动变速器，并且使设置于上述自动变速器的控制轴绕轴线转动，

在上述线控换挡式自动变速器的促动器中，具备：

壳体，其具有供上述控制轴插入的插入孔；

马达，其收纳于上述壳体并产生驱动力；

齿轮对，其收纳于上述壳体并将上述马达的上述驱动力传递至上述控制轴；以及

输出轴，其在上述壳体的内部且在上述齿轮对与上述控制轴之间与上述插入孔同轴配置，上述控制轴以能够沿上述轴线的方向移动且能够绕上述轴线与该输出轴一体转动的方式穿过该输出轴。

2.根据权利要求1所述的线控换挡式自动变速器的促动器，其中，

具备传感器支架，该传感器支架在上述壳体的内部与上述输出轴同轴配置，与上述控制轴嵌合而与上述控制轴一体地绕上述轴线旋转，

上述传感器支架保持收纳于上述壳体并对上述自动变速器的上述变速挡进行检测的传感器。

3.根据权利要求1或2所述的线控换挡式自动变速器的促动器，其中，

上述壳体具有插通孔，该插通孔与上述插入孔同轴设置，从上述插入孔插入的上述控制轴的前端以向上述壳体的外部突出的方式穿过该插通孔，

上述控制轴在上述前端设置有具有对边平面的对边平面部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的线控换挡式自动变速器的促动器，其中，

上述输出轴设置有供上述控制轴以能够沿上述轴线的方向移动且能够绕上述轴线与该输出轴一体转动的方式穿过的花键孔，

上述控制轴具有与上述输出轴的上述花键孔卡合的花键部。

5.根据权利要求2所述的线控换挡式自动变速器的促动器，其中，

上述传感器支架设置有贯通孔，上述控制轴穿过该贯通孔，并且该贯通孔在内周部具有至少一个平面，

上述控制轴在外周部设置有卡合平面，该卡合平面与设置于上述传感器支架的上述贯通孔的上述平面嵌合。