CN113446398A - 一种变速箱用驻车机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车变速箱以及减速箱技术领域，具体涉及一种变速箱用驻车机构。其技术方案为：一种变速箱用驻车机构，包括分别安装于壳体内的驱动回转轴组件、驻车棘爪、回位弹簧和驻车棘轮；所述驱动回转轴组件包括驱动回转轴，驱动回转轴安装于壳体内，驱动回转轴上连接有驻车限位板，驱动回转轴上套设有驻车凸轮；所述驻车限位板上开设有限位槽，驻车凸轮上固定有凸台，凸台伸进限位槽内；所述驻车凸轮的外周具有凸起，驻车棘爪的一侧设置有与驻车棘轮的齿槽配合的棘爪齿，驻车棘爪的另一侧设置有与驻车凸轮的凸起配合的第一棘爪面段和第二棘爪面段。本发明提供了一种限位可靠的变速箱用驻车机构。

Description

一种变速箱用驻车机构

技术领域

本发明属于汽车变速箱以及减速箱技术领域，具体涉及一种变速箱用驻车机构。

背景技术

随着自动变速箱以及电动汽车减速箱的普及，对于自动变速箱以及减速箱的要求也越来越高。电子手刹EPB并不能保证车辆安全可靠的停在坡道上，于是驻车机构成为变速箱以及减速箱上不可或缺的一项安全装置。对于复杂的整车环境以及空间布局，结构紧凑可靠成为驻车机构的重要指标。现有设计普遍采用推杆式驻车，或者凸轮式驻车，相较之下，凸轮式驻车在空间布局上更加紧凑，就目前凸轮式驻车仍存在布置空间不足的问题。

并且，现有技术中，棘爪难以得到可靠限位，导致驻车不可靠的情况。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种限位可靠的变速箱用驻车机构。

本发明所采用的技术方案为：

一种变速箱用驻车机构，包括分别安装于壳体内的驱动回转轴组件、驻车棘爪、回位弹簧和驻车棘轮；所述驱动回转轴组件包括驱动回转轴，驱动回转轴安装于壳体内，驱动回转轴上连接有驻车限位板，驱动回转轴上套设有驻车凸轮；所述驻车限位板上开设有限位槽，驻车凸轮上固定有凸台，凸台伸进限位槽内；所述驻车凸轮的外周具有凸起，驻车棘爪的一侧设置有与驻车棘轮的齿槽配合的棘爪齿，驻车棘爪的另一侧设置有与驻车凸轮的凸起配合的第一棘爪面段和第二棘爪面段；所述驻车凸轮的凸起与第一棘爪面段接触时棘爪齿卡合入齿槽，驻车凸轮的凸起与第二棘爪面段接触时棘爪齿与齿槽脱开。

驱动回转轴带动驻车限位板转动时，驻车限位板能推动凸台转动，从而驻车凸轮相应转动。当驻车凸台的凸起从驻车棘爪的第一棘爪面段接触时，棘爪齿卡合入齿槽，完成驻车。此时，驻车限位板的限位槽将驻车凸轮限定在驻车相应位置。当驻车凸台的凸起从驻车棘爪的第二棘爪面段接触时，棘爪齿与齿槽脱开。此时，驻车限位板的限位槽将驻车凸轮限定在解除驻车的相应位置。综上，驻车和解锁驻车时，驻车棘爪均能得到可靠限位，保证驻车更加可靠。

作为本发明的优选方案，所述驱动回转轴与驻车凸轮之间连接有弹性件。棘爪齿和驻车棘轮的非齿槽齿面对应时，驻车棘爪不能继续转动到驻车位置。驱动回转轴旋转到驻车挡角度，驻车限位板也同步旋转到驻车挡角度，驻车凸轮被驻车棘爪限制无法继续转动，此时驻车凸轮与驱动回转轴出现相对转动，转化为弹性件的扭转变形角，扭力增加并储存能量。当车辆移动时，驻车棘轮逐渐转动到使其齿槽对应棘爪齿的位置，如此，在弹性件的扭力作用下，驻车凸轮可继续旋转到驻车挡角度，下压驻车棘爪进入驻车棘轮的齿槽，从而进入驻车状态，完成驻车。因此，在连接弹性件后，即使驻车时棘爪齿和驻车棘轮的非齿槽齿面对应，也能完成驻车。

作为本发明的优选方案，所述弹性件为扭簧，扭簧套设于驱动回转轴上，驱动回转轴上连接有第一限位销，扭簧的一端与第一限位销连接，扭簧的另一端与凸台连接。

作为本发明的优选方案，所述限位槽的形状为弧形，限位槽包括第一限位面和第二限位面。

作为本发明的优选方案，所述驻车棘爪与壳体之间连接有回位弹簧。回位弹簧始终将驻车棘爪往远离驻车棘轮的方向拉动，则无论是驻车状态还是非驻车状态，驻车凸轮的凸起始终与驻车棘轮的第一棘爪面段或第一棘爪面段压紧，保证驻车棘爪位置可靠。

作为本发明的优选方案，所述驻车限位板上设置有定位波形槽，定位波形槽包括驻车挡槽和非驻车挡槽，壳体上还连接有用于与驻车挡槽或非驻车挡槽配合的锁紧弹簧钢球，锁紧弹簧钢球与驱动回转轴平行。本方案将驻车限位板的波形从之前的外圆面设置在侧平面上，锁紧弹簧钢球从轴线方向安装，这样在壳体上更加容易布置锁紧弹簧钢球，避免了锁紧弹簧钢球在壳体上可安装位置有限的情况；空间也更加紧凑。锁紧弹簧钢球与定位波形槽的接触面积增大，提高了锁紧可靠性。

作为本发明的优选方案，所述驻车挡槽和非驻车挡槽之间圆滑过渡，从而锁紧弹簧钢球能更容易在驻车挡槽和非驻车挡槽之间移动。

作为本发明的优选方案，所述驱动回转轴上固定有卡环，卡环位于驻车限位板与驻车凸轮之间。卡环能限制驻车凸轮和驻车限位板的轴向移动。

作为本发明的优选方案，所述驻车凸轮远离卡环的一侧设置有第二限位销，第二限位销固定于驱动回转轴上。第二限位销能对驻车凸轮远离卡环的一侧进行限位。

作为本发明的优选方案，所述驱动回转轴上垂直穿设有第三限位销，驻车限位板上设置有传动槽，第三限位销卡合入传动槽内。第三限位销的两端均伸出驱动回转轴，且第三限位轴的两端均卡合入驻车限位板相应侧的传动槽，从而驻车限位板始终与驱动回转轴同步转动。

本发明的有益效果为：

1.本发明的驱动回转轴带动驻车限位板转动时，驻车限位板能推动凸台转动，从而驻车凸轮相应转动。当驻车凸台的凸起从驻车棘爪的第一棘爪面段接触时，棘爪齿卡合入齿槽，完成驻车。此时，驻车限位板的限位槽将驻车凸轮限定在驻车相应位置。当驻车凸台的凸起从驻车棘爪的第二棘爪面段接触时，棘爪齿与齿槽脱开。此时，驻车限位板的限位槽将驻车凸轮限定在解除驻车的相应位置。综上，驻车和解锁驻车时，驻车棘爪均能得到可靠限位，保证驻车更加可靠。

2.棘爪齿和驻车棘轮的非齿槽齿面对应时，驻车棘爪不能继续转动到驻车位置。驱动回转轴旋转到驻车挡角度，驻车限位板也同步旋转到驻车挡角度，驻车凸轮被驻车棘爪限制无法继续转动，此时驻车凸轮与驱动回转轴出现相对转动，转化为弹性件的扭转变形角，扭力增加并储存能量。当车辆移动时，驻车棘轮逐渐转动到使其齿槽对应棘爪齿的位置，如此，在弹性件的扭力作用下，驻车凸轮可继续旋转到驻车挡角度，下压驻车棘爪进入驻车棘轮的齿槽，从而进入驻车状态，完成驻车。因此，在连接弹性件后，即使驻车时棘爪齿和驻车棘轮的非齿槽齿面对应，也能完成驻车。

3.本发明将驻车限位板的波形从之前的外圆面设置在侧平面上，锁紧弹簧钢球从轴线方向安装，这样在壳体上更加容易布置锁紧弹簧钢球，避免了锁紧弹簧钢球在壳体上可安装位置有限的情况；空间也更加紧凑。锁紧弹簧钢球与定位波形槽的接触面积增大，提高了锁紧可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的主视图；

图4是驱动回转轴组件的结构示意图；

图5是驱动回转轴组件的右视图；

图6是驻车棘爪的结构示意图；

图7是驻车限位板的结构示意图；

图8是驻车凸轮的结构示意图；

图中，10-驱动回转轴组件；11-驻车棘爪；12-驻车棘轮；13-回位弹簧；14-驱动回转轴；15-驻车限位板；16-驻车凸轮；17-第三限位销；18-传动槽；19-卡环；20-限位槽；21-凸台；22-第一限位销；24-凸起；25-驻车转动方向；26-齿槽；27-第一棘爪面段；28-第二棘爪面段；29-棘爪齿；30-第一位置；31-第二位置；32-转动轴；33-第一限位面；34-第二限位面；35-弹性件；36-扭簧；37-第二限位销；38-锁紧弹簧钢球；39-扇形区域；40-定位波形槽；41-驻车挡槽；42-非驻车挡槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1-图3，本实施例提出一种回转轴式驻车机构，其包括驱动回转轴组件10、驻车棘爪11和驻车棘轮12。

配合参见图4和图5，本实施例中，驱动回转轴组件10包括驱动回转轴14、驻车限位板15和驻车凸轮16。

其中，驻车限位板15安装于驱动回转轴14上，并能够在驱动回转轴14的带动下转动。可选地，驱动回转轴14上垂直穿设有第三限位销17，驻车限位板15上设置有传动槽18，第三限位销17配合于传动槽18内，作为驱动回转轴14和驻车限位板15的传动配合结构。

驻车凸轮16可转动地安装于驱动回转轴14上，并和驻车限位板15的板面对应。驻车凸轮16与驻车限位板15之间存在一定的间距。

本实施例中，驱动回转轴14上还卡装有卡环19，用于限制驻车凸轮16和/或驻车限位板15的轴向移动。

配合参见图4-图7，本实施例中，驻车限位板15上开设有限位槽20，驻车凸轮16设有朝驻车限位板15方向伸出并伸入限位槽20的凸台21；驻车凸轮16的外周尖端设置有凸起24。

本实施例中，驻车棘轮12的外周面周向分布有若干齿槽26。即，驻车棘轮12的外周面具有齿槽26部分和齿槽26之间的圆柱面部分。

配合参见图6，本实施例中，驻车棘爪11具有与齿槽26匹配的棘爪齿29，且驻车棘爪11被配置成能够受驱使其棘爪齿29在第一位置30和第二位置31之间运动，其中，在第二位置31时，棘爪齿29卡于齿槽26内以限制驻车棘轮12转动；在第一位置30时，棘爪齿29位于齿槽26外且不限制驻车棘轮12转动；回位弹簧13一端与驻车棘爪11连接，另一端固连到壳体上，给驻车棘爪11施加远离驻车方向的力。

本实施例中，可选地，驻车棘爪11远离其棘爪齿29的一端设置有转动轴32，驻车棘爪11被设置为能够绕转动轴32转动，以使其棘爪齿29转动靠近或远离驻车棘轮12。

再次参见图7，限位槽20的槽面包括第一限位面33、第二限位面34；第一限位面33和第二限位面34弧向相对设置。

其中，第一限位面33和第二限位面34限定凸台21在限位槽20内转动的弧向两端极限位置；在驱动回转轴组件10的驻车转动方向25上，第一限位面33位于第二限位面34的下游；驻车限位板15和驻车凸轮16之间连接有弹性件35，且弹性件35能够以驱动回转轴14为基础对驻车凸轮16施加一扭转弹性力，该扭转弹性力使得驻车凸轮16的凸台21弹性地压抵于第二限位面34处；并且，驻车限位板15能够克服扭转弹性力而相对驻车凸轮16转动，以使凸台21相对地向第一限位面33的方向运动。

本实施例中，可选地，弹性件35为扭簧36，扭簧36套设于驱动回转轴14上，且一端连接驱动回转轴14，另一端穿过限位槽20后连接于驻车凸轮16的凸台21，从而通过驱动回转轴14间接地在驻车限位板15和驻车凸轮16之间形成扭转弹性力。可选地，驱动回转轴14上垂直穿设有限位销37，扭簧36的一端通过限位销22连接于驱动回转轴14。

驻车凸轮16的凸起24抵顶驻车棘爪11的第二棘爪面段28，以限定驻车棘爪11远离驻车棘轮12方向的极限位置；回位弹簧13限定驻车棘爪11靠近驻车棘轮12方向的极限位置。在驻车状态下，驻车凸轮16的凸起24抵顶驻第一棘爪面段27，回位弹簧13支撑驻车棘爪11；在非驻车状态下，驻车凸轮16的凸起24抵顶第二棘爪面段28以限定所述驻车棘爪11远离驻车棘轮12方向的极限位置，回位弹簧13支撑驻车棘爪11。

本实施例中，可选地，驻车棘爪11对应驻车凸轮16的凸起24的一侧设置有第一棘爪面段27和第二棘爪面段28，驻车棘爪11通过面段与工作面24抵顶配合。

再次参见图1-图3，本实施例中，回转轴式驻车机构还包括锁紧弹簧钢球38。驻车限位板15的径向外侧具有板面呈扇形的扇形区域39。扇形区域39的轴向一端板面上设置有定位波形槽40。定位波形槽40包括驻车挡槽41和非驻车挡槽42；驻车挡槽41和非驻车挡槽42彼此过渡连接。锁紧弹簧钢球38与所述驱动回转轴14平行布置，且垂直对应于定位波形槽40，并能够弹性地压入定位波形槽40，该大大减小了整个机构是布置空间。且当锁紧弹簧钢球38落入在驻车挡槽41或非驻车挡槽42时，能够施加一定阻力限制驻车限位板15的转动。在驻车限位板15转动至使其驻车挡槽42对应于锁紧弹簧钢球38时，驻车限位板15处于驻车状态；在驻车限位板15转动至使其非驻车挡槽42对应于锁紧弹簧钢球30时，驻车限位板15处于非驻车状态。

本方案中的回转轴式驻车机构需要驻车时，通过外部驻车电机或者机械摇臂等带动驱动回转轴14沿驻车方向旋转；驻车限位板15随之同方向旋转；此时有两种情况：

情况一：棘爪齿29和驻车棘轮12的齿槽26对应时，驻车限位板15通过弹性件35带动驻车凸轮16转动，驻车凸轮16的凸起24挤压驻车棘爪11，使驻车棘爪11的棘爪齿29运动至第二位置31，进入驻车棘轮12的齿槽26内。驱动回转轴14转到P挡(即驻车挡)位置后，驻车凸轮16被驻车限位板15的第二限位面34限位到相应角度。驻车棘爪11被回位弹簧13限制在固定高度，不会继续下落。同时，驻车棘爪11被限位在驻车凸轮16的凸起24之下无法上行，从而使驻车棘爪11的棘爪齿29保持在卡入齿槽26的适当位置，从而进入驻车状态，完成驻车。此时，锁紧弹簧钢球38上的钢球落在驻车限位板15上的驻车挡槽41内，可以使驻车限位板15以及驱动回转轴14保持在驻车挡位置；

情况二：棘爪齿29和驻车棘轮12的齿面对应时，驻车棘爪11不能继续转动到驻车位置。驱动回转轴14旋转到P挡角度，驻车限位板15也同步旋转到P挡角度，驻车凸轮16被驻车棘爪11限制无法继续转动。此时驻车凸轮16与驱动回转轴14出现相对转动，转化为弹性件35的扭转变形角，扭力增加并储存能量；此时锁紧弹簧钢球38上的钢球落在驻车限位板15上的驻车挡槽41内，可以使驻车限位板15以及驱动回转轴14保持在驻车挡位置不回退，当车辆移动时，驻车棘轮12逐渐转动到使其齿槽26对应棘爪齿29的位置。如此，在弹性件35的扭力作用下，驻车凸轮16可继续旋转到P挡角度，下压驻车棘爪11进入驻车棘轮12的齿槽26，从而进入驻车状态，完成驻车。即在驻车状态下，回位弹簧13限制驻车棘爪11的下极限位置、驻车凸轮16的凸起24限制驻车棘爪11的上极限位置，从而对驻车棘爪11进行位置的完全限制。

在需要解除驻车以进入非驻车状态时，沿与驻车转动方向25相反的方向带动驱动回转轴14旋转，驻车限位板15随之旋转。通过驻车限位板15上的第一限位面33与驻车凸轮16的凸台21接触传动，驻车凸轮16与驻车限位板15同步转动。驻车凸轮16上的凸起24相对回转轴线向远离驻车棘轮12的方向转动，驻车棘爪11以被回位弹簧13带动而向其第二位置31移动，使驻车棘爪11的棘爪齿29脱出齿槽26，完成解除驻车的动作，进入非驻车状态。此时，回位弹簧13的拉力限制驻车棘爪11的下极限位置，驻车凸轮16的工作面24限制驻车棘爪11的上极限位置，从而对驻车棘爪11进行位置的完全限制。此时锁紧弹簧钢球38上的钢球落在驻车限位板15上的非驻车挡槽42内，可以使驻车限位板15以及驱动回转轴14保持在非驻车挡位置；

本方案中，通过合理设置限位槽20的各槽面与驻车凸轮16上凸台21，以及驻车凸轮16的工作面24驻车棘爪11上面段的配合关系，使回转轴组件兼具对驻车凸轮16传动、对驻车棘爪11的限位和传动，使得本回转轴式驻车机构9能够方便地实现驻车和解除驻车的操作，且在驻车状态和非驻车状态驻车棘爪11的位置都能可靠限制。此外，如前文描述，还能适应棘爪齿29对应驻车棘轮12的齿槽26或非齿槽齿面时的驻车动作。通过上述结构设置，能够实现驻车结构布置更加紧凑可靠。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速箱用驻车机构，其特征在于，包括分别安装于壳体内的驱动回转轴组件(10)、驻车棘爪(11)、回位弹簧(13)和驻车棘轮(12)；所述驱动回转轴组件(10)包括驱动回转轴(14)，驱动回转轴(14)安装于壳体内，驱动回转轴(14)上连接有驻车限位板(15)，驱动回转轴(14)上套设有驻车凸轮(16)；所述驻车限位板(15)上开设有限位槽(20)，驻车凸轮(16)上固定有凸台(21)，凸台(21)伸进限位槽(20)内；所述驻车凸轮(16)的外周具有凸起(24)，驻车棘爪(11)的一侧设置有与驻车棘轮(12)的齿槽(26)配合的棘爪齿(29)，驻车棘爪(11)的另一侧设置有与驻车凸轮(16)的凸起(24)配合的第一棘爪面段(27)和第二棘爪面段(28)；所述驻车凸轮(16)的凸起(24)与第一棘爪面段(27)接触时棘爪齿(29)卡合入齿槽(26)，驻车凸轮(16)的凸起(24)与第二棘爪面段(28)接触时棘爪齿(29)与齿槽(26)脱开。

2.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驱动回转轴(14)与驻车凸轮(16)之间连接有弹性件(35)。

3.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述弹性件(35)为扭簧(36)，扭簧(36)套设于驱动回转轴(14)上，驱动回转轴(14)上连接有第一限位销(22)，扭簧(36)的一端与第一限位销(22)连接，扭簧(36)的另一端与凸台(21)连接。

4.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述限位槽(20)的形状为弧形，限位槽(20)包括第一限位面(33)和第二限位面(34)。

5.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驻车棘爪(11)与壳体之间连接有回位弹簧(13)。

6.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驻车限位板(15)上设置有定位波形槽(40)，定位波形槽(40)包括驻车挡槽(41)和非驻车挡槽(42)，壳体上还连接有用于与驻车挡槽(41)或非驻车挡槽(42)配合的锁紧弹簧钢球(38)，锁紧弹簧钢球(38)与驱动回转轴(14)平行。

7.根据权利要求6所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驻车挡槽(41)和非驻车挡槽(42)之间圆滑过渡。

8.根据权利要求1所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驱动回转轴(14)上固定有卡环(19)，卡环(19)位于驻车限位板(15)与驻车凸轮(16)之间。

9.根据权利要求8所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驻车凸轮(16)远离卡环(19)的一侧设置有第二限位销(37)，第二限位销(37)固定于驱动回转轴(14)上。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种变速箱用驻车机构，其特征在于，所述驱动回转轴(14)上垂直穿设有第三限位销(17)，驻车限位板(15)上设置有传动槽(18)，第三限位销(17)卡合入传动槽(18)内。

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