CN113710932A - 旋转锁定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现能够简单地构成且能够将成本抑制得较低的旋转锁定装置的构造。旋转锁定装置(4)利用驱动器(7)驱动输入部件(12)使之旋转,伴随于此,利用输出部件(13)使卡合部件(8)转动,基于此,切换第一模式和第二模式,该第一模式是卡合爪部(14)与卡合凹部(9)卡合而限制支撑固定于自动变速器(2)的输出轴(3)的锁定齿轮(5)的旋转的模式,该第二模式是卡合爪部(14)与卡合凹部(9)的卡合解除而允许锁定齿轮(5)的旋转的模式。

Description

旋转锁定装置
技术领域
本发明涉及一种用于使动力传递装置的旋转部件不能旋转的旋转锁定装置,尤其涉及以下旋转锁定装置:在搭载自动变速器的汽车中,在变速杆选择为P(驻车)档时,在锁定上述自动变速器的输出轴的旋转的驻车锁定机构等中使用。
背景技术
搭载自动变速器的汽车具备驻车锁定机构,在变速杆选择为P档的情况下,驻车锁定机构通过使爪状的驻车锁定杆与上述自动变速器的输出轴所具备的驻车锁定齿轮卡合,来锁定上述输出轴的旋转。图32示出日本特开2010-6299号公报所记载的驻车锁定机构。
驻车锁定机构100具备:驱动器101;旋转轴102,其由驱动器101驱动而旋转;止动板103,其伴随旋转轴102的旋转而摆动;杆104,其伴随止动板103的摆动而进行直进运动;驻车锁定齿轮105,其固定于自动变速器的输出轴;驻车锁定杆106,其被支撑为能够进行以与上述输出轴平行的摆动轴为中心的摆动;以及止动弹簧107,其用于限制止动板103的摆动而保持档位。杆104在前端部具有圆锥台状的凸轮108。
若变速杆选择为P档,则驱动器101使旋转轴102旋转。若旋转轴102旋转,则止动板103向图32中箭头α所示的方向摆动,杆104向图32中箭头β所示的方向位移。而且,止动弹簧107的前端部所具备的滚子110与止动板103所具备的驻车用卡定槽109卡合,并且凸轮108的大径侧部分向上抬起驻车锁定杆106,驻车锁定杆106的爪部111与驻车锁定齿轮105的卡合凹部112卡合。由此,锁定或限制自动变速器的输出轴的旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-006299号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在日本特开2010-006299号公报所记载的驻车锁定机构100中,基于利用驱动器101使旋转轴102旋转的情况,使止动板103摆动,并且伴随止动板103的摆动使杆104位移,从而由杆104的前端部所具备的凸轮108向上抬起驻车锁定杆106,使爪部111与卡合凹部112卡合。这样的驻车锁定机构100的构造复杂,组装作业麻烦,成本容易变高。
并且,在将汽车停止在倾斜的路面时,若在使驻车锁定机构100工作而且不使驻车制动器工作的状态下解除行车制动器的工作,则驱动轮欲旋转,伴随于此,驻车锁定齿轮105也欲旋转。由此,驻车锁定齿轮105的卡合凹部112的圆周方向侧面被强力地按压到驻车锁定杆106的爪部111的侧面。在从该状态解除驻车锁定机构100的情况下,需要一边使爪部111的侧面相对于卡合凹部112的圆周方向侧面滑动,一边使驻车锁定杆106向下方摆动。即,为了解除驻车锁定机构100,需要较大的力。因此,在驻车锁定机构100中,需要使用输出较大的大型驱动器作为驱动器101,从实现其小型化的方面看是不利的。
鉴于上述情况,本发明的目的在于,实现一种能够简单地构成而且能够根据需要将解除所需的力抑制得较小的旋转锁定装置的构造。
用于解决课题的方案
本发明的一个方案的旋转锁定装置具备锁定齿轮、反向输入切断离合器以及卡合部件。
上述锁定齿轮在圆周方向的多个部位具有卡合凹部。
上述反向输入切断离合器具有相互同轴配置的输入部件及输出部件,在向上述输入部件输入了转矩的情况下,将输入到该输入部件的转矩传递至上述输出部件,而且在向上述输出部件反向输入了转矩的情况下,不将反向输入到该输出部件的转矩传递至上述输入部件。
上述卡合部件具有能够与上述卡合凹部卡合的卡合爪部,且由上述输出部件支撑为能够转动驱动。
尤其是,本发明的一个方案的旋转锁定装置基于驱动上述输入部件使之旋转的情况,利用上述输出部件使上述卡合部件转动,从而能够切换第一模式和第二模式,该第一模式是上述卡合爪部与上述卡合凹部卡合而限制上述锁定齿轮的旋转的模式,该第二模式是上述卡合爪部与上述卡合凹部的卡合解除而允许上述锁定齿轮的旋转的模式。
本发明的一个方案的旋转锁定装置能够具备驱动上述输入部件使之旋转的驱动器。
本发明的一个方案的旋转锁定装置在从上述第一模式向上述第二模式切换时,通过使上述卡合部件向与从上述锁定齿轮施加给上述卡合部件的力的方向相同的方向转动,从而能够解除上述卡合爪部与上述卡合凹部的卡合。
上述反向输入切断离合器能够具备:
上述输入部件,其具有输入部件侧卡合部;
上述输出部件,其具有输出部件侧卡合部;
被按压部件,其具有被按压面;以及
卡合件,其具有与上述被按压面对置的按压面、与上述输入部件侧卡合部卡合的卡合件侧输入卡合部、以及与上述输出部件侧卡合部卡合的卡合件侧输出卡合部。
上述卡合件构成为,
若向上述输入部件输入转矩,则基于上述输入部件侧卡合部与上述卡合件侧输入卡合部的卡合,以使上述按压面从上述被按压面离开的方式进行位移,并使上述卡合件侧输出卡合部与上述输出部件侧卡合部卡合,由此将输入到上述输入部件的转矩传递至上述输出部件,
若向上述输出部件反向输入转矩,则基于上述输出部件侧卡合部与上述卡合件侧输出卡合部的卡合,以向上述被按压面按压上述按压面的方式进行位移,并使上述按压面与上述被按压面摩擦卡合,由此不将反向输入到上述输出部件的转矩传递至上述输入部件。
在本发明的一个方案的旋转锁定装置中,能够具备分别由上述卡合件构成的一对卡合件。在该情况下,该一对卡合件配置为从径向外侧夹住上述输出部件侧卡合部。此外,上述输入部件的上述输入部件侧卡合部的数量与上述卡合件的数量对应。
在该情况下,上述卡合件能够具备:
卡合件主体,其具有上述按压面、上述卡合件侧输出卡合部、以及摆动支撑部,该摆动支撑部在上述按压面相对于上述被按压面远近移动的方向上位于比上述卡合件侧输入卡合部更接近上述被按压面的一侧;以及
连杆部件,其具有上述卡合件侧输入卡合部、以及被支撑为能够相对于上述摆动支撑部摆动的摆动被支撑部。
上述卡合件主体能够具备:
一对主体板,其分别具有构成上述卡合件侧输出卡合部的板侧输出卡合部,在上述被按压面的轴向上重叠配置,而且相互结合;以及
摆动支撑轴,其构成上述摆动支撑部,轴向两侧部分被上述一对主体板分别支撑。
能够将上述连杆部件配置于上述一对主体板彼此之间。
上述卡合件主体能够具备被夹持在上述一对主体板彼此之间的至少一个中间板。
本发明的一个方案的旋转锁定装置能够在上述输出部件与上述卡合部件之间具备减速器。
本发明的一个方案的旋转锁定装置能够组装于将驱动源的转矩传递到驱动轮的驱动系统来使用。换言之,本发明的一个方案的旋转锁定装置能够构成在变速杆选择为P档的情况下锁定驱动轮的旋转的驻车锁定机构。
发明的效果如下。
本发明的一个方案的旋转锁定装置能够简单地构成,能够将成本抑制得较低。
另外,在从第一模式向第二模式切换时,由于具备通过使卡合部件向与从锁定齿轮施加给上述卡合部件的力的方向相同的方向转动来解除卡合部件的卡合爪部与卡合凹部的卡合的功能,所以能够将解除(从第一模式向第二模式的切换)所需的力抑制得较小。
附图说明
图1是应用了本发明的实施方式的第一例的旋转锁定装置的驻车锁定机构的示意性立体图。
图2是构成第一例的旋转锁定装置的反向输入切断离合器的立体图。
图3是从图2的右侧观察到的第一例的反向输入切断离合器的端面图。
图4是第一例的反向输入切断离合器的图3的A-A剖视图。
图5是第一例的反向输入切断离合器的分解立体图。
图6是第一例的反向输入切断离合器的将输入部件、输入侧外壳元件以及输入侧轴承拆除、未向输入部件输入转矩而且未向输出部件反向输入转矩的中立状态下的从图4的右侧观察到的端面图。
图7是第一例的反向输入切断离合器的向输入部件输入了转矩的状态下的与图6相同的图。
图8是第一例的反向输入切断离合器的向输出部件反向输入了转矩的状态下的与图6相同的图。
图9是第一例的反向输入切断离合器的将输出部件、输出侧外壳元件的左侧的端部、输出侧轴承、左侧的主体板、螺栓以及螺母拆除后的状态下的从图4的左侧观察到的端面图。
图10是第一例的反向输入切断离合器的图9的B-B剖视图。
图11是第一例的反向输入切断离合器的图9的上半部分的左右方向中央部的放大图。
图12是图9所示的第一例的反向输入切断离合器的从其上半部分进一步拆除中间板及连杆部件后的状态下的端面图。
图13是第一例的反向输入切断离合器的图12的C-C剖视图。
图14是构成第一例的反向输入切断离合器的一对卡合件及弹簧的立体图。
图15是第一例的一对卡合件及弹簧的在轴向上从输出部件侧观察到的端面图。
图16是第一例的一对卡合件及弹簧的图15的D1-D2剖视图。
图17是第一例的一对卡合件及弹簧的图15的D1-O-D3剖视图。
图18是第一例的一对卡合件的分解立体图。
图19是构成第一例的一对卡合件的中间板和弹簧的立体图。
图20的(A)(a)关于第一例的反向输入切断离合器,是示出在向输入部件输入转矩前的状态下示出的、卡合件侧输入卡合部与输入部件侧卡合部的卡合部的图。图20的(A)(b)是示出从图20的(A)(a)所示的状态向输入部件输入转矩后的状态的图。图20的(B)(a)关于参考例的反向输入切断离合器,是示出在向输入部件输入转矩前的状态下示出的、卡合件侧输入卡合部与输入部件侧卡合部的卡合部的图。图20的(B)(b)是示出从图20的(B)(a)所示的状态向输入部件输入转矩后的状态的图。
图21的(A)及图21的(B)关于第一例的反向输入切断离合器,是示出输出部件侧卡合部与卡合件侧输出卡合部卡合前后的状态的图。
图22的(A)~图22的(C)关于第一例的旋转锁定装置,是用于说明在对锁定齿轮施加有欲使该锁定齿轮向正转方向旋转的力的情况下解除驻车锁定机构时的卡合部件的转动方向的图。
图23的(A)~图23的(C)关于第一例的旋转锁定装置,是用于说明在对锁定齿轮施加有欲使该锁定齿轮向反转方向旋转的力的情况下解除驻车锁定机构时的卡合部件的转动方向的图。
图24关于第一例的旋转锁定装置,是用于说明对解除驻车锁定机构时的卡合部件的转动方向进行限制所产生的效果的图。
图25是应用了本发明的实施方式的第二例的旋转锁定装置的驻车锁定机构的示意性立体图。
图26是构成本发明的实施方式的第三例的旋转锁定装置的反向输入切断离合器的端面图。
图27是第三例的反向输入切断离合器的立体图。
图28是构成第三例的反向输入切断离合器的输入部件的一部分的立体图。
图29是构成第三例的反向输入切断离合器的输出部件的一部分的立体图。
图30关于第三例的反向输入切断离合器,是示出向输入部件输入了转矩的状态的图。
图31关于第三例的反向输入切断离合器,是示出向输出部件反向输入了转矩的状态的图。
图32是示出驻车锁定机构的现有构造的一例的立体图。
具体实施方式
[第一例]
使用图1~图24对本发明的实施方式的第一例进行说明。本例是将本发明的旋转锁定装置应用于驻车锁定机构的例子。如图1所示,在汽车中,驱动源1的旋转由自动变速器2减速(驱动源1的输出扭矩由自动变速器2增大),并经由差动齿轮等传递到驱动轮(省略图示)。
驱动源1由发动机和/或电动马达构成。
自动变速器2由平行轴齿轮式、行星齿轮式等有级变速器或者带式、链式、环式等无级变速器构成。
搭载自动变速器2的汽车具备应用了旋转锁定装置4的驻车锁定机构,该旋转锁定装置4在变速杆选择为P档的情况下锁定自动变速器2的输出轴3的旋转。
<旋转锁定装置的整体构造>
构成本例的驻车锁定机构的旋转锁定装置4具备锁定齿轮5、反向输入切断离合器6、驱动器7以及卡合部件8。以下,依次说明旋转锁定装置4的整体构造、反向输入切断离合器6的构造、旋转锁定装置4的动作。
锁定齿轮5在外周面的圆周方向等间隔的多个部位具有卡合凹部9。换言之,锁定齿轮5在外周面具有交替配置卡合凹部9和凸部10而成的齿轮部11。锁定齿轮5以不能相对旋转的方式外嵌固定于自动变速器2的输出轴3。
反向输入切断离合器6具有相互同轴配置的输入部件12及输出部件13。在本例中,输入部件12及输出部件13与自动变速器2的输出轴3平行地配置。反向输入切断离合器6在向输入部件12输入了转矩的情况下,无论输入部件12的旋转方向如何,都将输入到输入部件12的转矩传递到至输出部件13,而且在向输出部件13反向输入了转矩的情况下,无论输出部件13的旋转方向如何,都将反向输入到输出部件13的转矩完全切断而不会传递到输入部件12。
驱动器7驱动反向输入切断离合器6的输入部件12使之向正转方向和反转方向这两个方向旋转。驱动器7由电动马达等构成。
卡合部件8具有能够与锁定齿轮5的卡合凹部9卡合(能够配置在卡合凹部9的内侧)的卡合爪部14,由反向输入切断离合器6的输出部件13支撑为能够转动驱动。在本例中,卡合部件8的基端部支撑固定于输出部件13的前端部(图1的左侧的端部)。并且,卡合部件8具有在从输出部件13的轴向观察时宽度尺寸(厚度)从基端部朝向前端部(朝向图22的(A)及图23的(A)的下侧)变小的端面形状,而且在前端部具有卡合爪部14。
<反向输入切断离合器>
构成本例的旋转锁定装置4的反向输入切断离合器6具备输入部件12、输出部件13、构成被按压部件的外壳15、一对卡合件16以及一对弹簧17。此外,在与本例的反向输入切断离合器6相关的说明中,在没有特别说明的情况下,轴向、径向以及圆周方向是指反向输入切断离合器6的轴向、径向以及圆周方向。并且,反向输入切断离合器6的轴向、径向以及圆周方向与输入部件12的轴向、径向以及圆周方向一致,而且与输出部件13的轴向、径向以及圆周方向一致。关于反向输入切断离合器6,轴向一方侧是指图2、图4、图5、图10、图13、图14以及图16~图19的右侧,轴向另一方侧是指图2、图4、图5、图10、图13、图14以及图16~图19的左侧。
输入部件12由驱动器7驱动而旋转。换言之,从驱动器7向输入部件12输入转矩。如图4及图5所示,输入部件12具有输入轴部18、一对输入臂部19以及一对输入部件侧卡合部20。输入轴部18构成为圆柱状,在其轴向一方侧的端部连接驱动器7的输出轴。一对输入臂部19从输入轴部18的轴向另一方侧的端部相互朝向径向相反侧伸长。各个输入臂部19在其径向中间部具有作为轴向的贯通孔的支撑孔21。一对输入部件侧卡合部20的各个输入部件侧卡合部20由圆柱状的销构成。各个输入部件侧卡合部20的轴向一方侧的端部通过压入而内嵌固定于各个输入臂部19的支撑孔21。各个输入部件侧卡合部20从各个输入臂部19向轴向一方侧伸长。此外,输入部件也能够整体一体地(作为一个构件)构成。
输出部件13支撑固定卡合部件8。输出部件13与输入部件12同轴配置,如图4及图5所示地具有输出轴部22和输出部件侧卡合部23。输出轴部22构成为圆柱状,在其轴向另一方侧的端部支撑固定卡合部件8。输出部件侧卡合部23构成为大致长圆柱状,从输出轴部22的轴向一方侧的端面的中央部向轴向一方侧伸长。如图6、图7、图21的(A)以及图21的(B)所示,输出部件侧卡合部23的外周面具有短轴方向(图6、图7、图21的(A)以及图21的(B)的上下方向)的两侧的侧面24和由长轴方向(图6、图7、图21的(A)以及图21的(B)的左右方向)的两侧的侧面构成的导向面25。
各个侧面24由与输出部件侧卡合部23的短轴方向正交的平坦面构成。各个导向面25由凸曲面构成。具体而言,各个导向面25由以输出部件侧卡合部23的中心轴(输出部件13的中心轴)为中心的局部圆筒状的凸面构成。因此,关于输出部件13,例如能够将圆棒原材料的外周面作为各个导向面25来利用,相应地能够抑制加工成本。但是,各个导向面也能够由以与输出部件13的中心轴平行且非同轴的轴为中心的局部圆筒状的凸面、或者局部椭圆筒状的凸面等非圆筒状的凸面构成。并且,在本例中,输出轴部22与输出部件侧卡合部23一体地制造,但也能够通过将相互独立地制造出的输出轴部与输出侧卡合部相互结合固定来构成输出部件。输出部件侧卡合部23配置在比一对输入部件侧卡合部20更靠径向内侧,具体为配置在一对输入部件侧卡合部20彼此之间的部分。
如图2~图5所示,外壳15构成为中空的圆盘状,固定于未图示的其它部件,其旋转受到限制。外壳15与输入部件12及输出部件13同轴配置,而且在其内侧收纳有一对输入部件侧卡合部20、输出部件侧卡合部23、一对卡合件16以及一对弹簧17等。外壳15通过利用多根螺栓28将配置于轴向另一方侧的输出侧外壳元件(外壳主体)26与配置于轴向一方侧的输入侧外壳元件(外壳盖体)27结合来构成。
输出侧外壳元件26具备外径侧筒部29、内径侧筒部30以及侧板部31。外径侧筒部29构成为圆筒状。内径侧筒部30构成为圆筒状,与外径侧筒部29同轴配置于外径侧筒部29的轴向另一方侧。侧板部31构成为大致圆形平板状,其径向外侧的端部与外径侧筒部29的轴向另一方侧的端部结合,而且其径向内侧的端部与内径侧筒部30的轴向一方侧的端部结合。
外径侧筒部29在内周面具有被按压面32。被按压面32由以输出侧外壳元件26的中心轴为中心的圆筒面构成。外径侧筒部29在轴向一方侧的端部的外周面具有外径尺寸比与轴向另一方侧相邻的部分的外周面大的输出侧凹坑嵌合面33。输出侧凹坑嵌合面33由以输出侧外壳元件26的中心轴为中心的圆筒面构成。外径侧筒部29在轴向一方侧的端部的圆周方向等间隔的多个部位(在图示的例子中为八个部位)具有在轴向一方侧的侧面开口的螺纹孔34。内径侧筒部30在内周面的从轴向一方侧的端部到中间部为止的部分具有输出侧轴承嵌合面35。输出侧轴承嵌合面35由以输出侧外壳元件26的中心轴为中心的圆筒面构成。即,被按压面32、输出侧凹坑嵌合面33以及输出侧轴承嵌合面35相互同轴配置。
输入侧外壳元件27具备外径侧筒部36、内径侧筒部37以及侧板部38。外径侧筒部36构成为圆筒状。内径侧筒部37构成为圆筒状,与外径侧筒部36同轴配置于外径侧筒部36的轴向一方侧。侧板部38构成为大致圆形平板状,其径向外侧的端部与外径侧筒部36的轴向一方侧的端部结合,而且其径向内侧的端部与内径侧筒部37的轴向另一方侧的端部结合。
外径侧筒部36在内周面具有输入侧凹坑嵌合面39。输入侧凹坑嵌合面39由以输入侧外壳元件27的中心轴为中心的圆筒面构成。输入侧凹坑嵌合面39具有能够相对于输出侧外壳元件26的输出侧凹坑嵌合面33无晃动地嵌合的内径尺寸。侧板部38在与输出侧外壳元件26的螺纹孔34对齐的、径向外侧的端部的圆周方向等间隔的多个部位具有通孔40。内径侧筒部37在内周面的从轴向另一方侧的端部到中间部为止的部分具有输入侧轴承嵌合面41。输入侧轴承嵌合面41由以输入侧外壳元件27的中心轴为中心的圆筒面构成。即,输入侧凹坑嵌合面39与输入侧轴承嵌合面41相互同轴配置。
通过使输入侧外壳元件27的输入侧凹坑嵌合面39相对于输出侧外壳元件26的输出侧凹坑嵌合面33无晃动地嵌合,而且将插通在输入侧外壳元件27的各个通孔40中的螺栓28与输出侧外壳元件26的对应的螺纹孔34螺纹结合,并进一步进行紧固,由此将输出侧外壳元件26与输入侧外壳元件27结合固定,从而组装外壳15。在本例中,输出侧外壳元件26的输出侧凹坑嵌合面33与输出侧轴承嵌合面35相互同轴配置,而且输入侧外壳元件27的输入侧凹坑嵌合面39与输入侧轴承嵌合面41相互同轴配置。因此,在使输出侧凹坑嵌合面33与输入侧凹坑嵌合面39无松动地嵌合后的外壳15的组装状态下,输入侧轴承嵌合面41与输出侧轴承嵌合面35相互同轴配置。
在组装有外壳15的状态下,输入部件12的输入轴部18由输入侧轴承42支撑为能够相对于输入侧外壳元件27的输入侧轴承嵌合面41旋转。并且,输出部件13的输出轴部22由输出侧轴承43支撑为能够相对于输出侧外壳元件26的输出侧轴承嵌合面35旋转。由此,输入部件12和输出部件13相互同轴配置,而且相对于外壳15的被按压面32同轴配置。另外,在该状态下,一对输入部件侧卡合部20及输出部件侧卡合部23配置于外壳15的被按压面32的径向内侧。此外,关于反向输入切断离合器6,在想要将下述的锁定状态切换为非锁定状态的性能(锁定解除性能)等设为高水平的情况下,需要严格地管理输入部件12与输出部件13的同轴度及倾斜度。在该情况下,也能够应用一般的轴承利用方法,即,将输入侧轴承42和输出侧轴承43分别从图示的单列的滚动轴承变更为多列的滚动轴承等。
在本例中,构成一对卡合件16的各个卡合件16相当于本发明的卡合件。每一个卡合件16均配置于被按压面32的径向内侧。各个卡合件16具备卡合件主体44和以能够摆动的方式与卡合件主体44连结的连杆部件45。
在本例中,如图14~图19所示,卡合件主体44通过组合多个构件来构成。以下,依次说明卡合件主体44的整体构造、构成卡合件主体44的各构件的构造。
卡合件主体44具有大致半圆形板形状,具备与被按压面32对置的一对按压面46、构成摆动支撑部的摆动支撑轴47、以及与输出部件侧卡合部23卡合的卡合件侧输出卡合部48。
在本例中,卡合件主体44的外周面由相当于卡合件主体44的弧的凸圆弧状的径向外侧面和相当于卡合件主体44的弦的曲柄状的径向内侧面构成。此外,卡合件主体44的径向是指与卡合件主体44的弦正交的、图6中箭头X所示的方向,与按压面46相对于被按压面32远近移动的方向对应。并且,卡合件主体44的宽度方向是指与卡合件主体44的弦平行的、图6中箭头Y所示的方向。
在本例中,一对卡合件16以使各个卡合件主体44的径向外侧面朝向相反侧、且使各个卡合件主体44的径向内侧面对置的状态配置于被按压面32的径向内侧。这样,限制被按压面32的内径尺寸以及卡合件主体44的径向尺寸,以便在一对卡合件16配置于被按压面32的径向内侧的状态下,在被按压面32与卡合件主体44的径向外侧面之间的部分、以及卡合件主体44的径向内侧面彼此之间的部分的至少一方存在允许卡合件主体44沿径向移动的间隙。
卡合件主体44在径向外侧面具有一对按压面46。一对按压面46是在输出部件13的锁定状态下被按压到被按压面32的部分,在圆周方向上分离地配置于卡合件主体44的径向外侧面的圆周方向两侧部分。各个按压面46比卡合件主体44的径向外侧面中的在圆周方向上从按压面46偏离的部分更朝向被按压面32突出。各个按压面46由具有比被按压面32的曲率半径小的曲率半径的局部圆筒状的凸面构成。卡合件主体44的径向外侧面中的在圆周方向上从一对按压面46偏离的部分(在圆周方向上位于按压面46彼此之间的部分)是不与被按压面32接触的非接触面。
卡合件主体44在宽度方向中央部的厚度方向(轴向)中央部具有内部空间49。内部空间49的径向两侧的端部分别在卡合件主体44的径向外侧面和径向内侧面开口。卡合件主体44具有沿轴向配置的摆动支撑轴47,摆动支撑轴47的轴向中间部配置于内部空间49的宽度方向中央部的径向外侧部。摆动支撑轴47由圆柱状的销构成,其轴向两侧的端部支撑于卡合件主体44中的从轴向两侧夹着内部空间49的部分。
卡合件主体44在径向内侧面的宽度方向中央部具有卡合件侧输出卡合部48。卡合件侧输出卡合部48由从卡合件主体44的径向内侧面(离被按压面32较远的一侧的侧面)的宽度方向中央部朝向径向外方凹陷的大致矩形状的凹部构成。
如图6、图7、图21的(A)以及图21的(B)所示,卡合件侧输出卡合部48具有能够在其内侧配置输出部件侧卡合部23的短轴方向的前半部分的大小。尤其是,在本例中,如图7及图21的(B)所示,卡合件侧输出卡合部48具有与输出部件侧卡合部23的短轴方向的前半部分的外周面一致的内表面形状。
卡合件侧输出卡合部48的内表面具有底面50和一对被导向面51。底面50由与卡合件主体44的径向正交的平坦面构成。一对被导向面51位于卡合件侧输出卡合部48的内表面中的卡合件主体44的宽度方向上的两侧的端部,而且在该宽度方向上相互对置。一对被导向面51由向随着朝向卡合件主体44的径向内侧、即随着朝向在卡合件主体44的径向上远离被按压面32的方向而彼此的间隔扩大的方向倾斜的一对凹曲面构成。
各个被导向面51能够与输出部件侧卡合部23的各个导向面25接触,由具有与导向面25相同大小的曲率半径或者比导向面25稍大的曲率半径的局部圆筒状的凹面构成。即,在本例中,如图7及图21的(B)所示,卡合件侧输出卡合部48具有与输出部件侧卡合部23的短轴方向的前半部分的外周面一致的内表面形状。即,能够使卡合件侧输出卡合部48的底面50与输出部件侧卡合部23的侧面24面接触,并且使卡合件侧输出卡合部48的一对被导向面51与输出部件侧卡合部23的一对导向面25中的短轴方向上的前半部分面接触。此外,被导向面也能够由局部椭圆筒状的凹面等非圆筒状的凹面构成。
卡合件主体44在宽度方向中央部的径向内侧部具有插通孔52。插通孔52由沿轴向贯通卡合件主体44的宽度方向中央部的径向内侧部而且沿圆周方向伸长的圆弧形的长孔构成。插通孔52具有能够松动地插入输入部件侧卡合部20的大小。具体而言,在将输入部件侧卡合部20插入到插通孔52的内侧时,在输入部件侧卡合部20与插通孔52的内表面之间存在圆周方向上的间隙以及卡合件主体44的径向上的间隙。因此,输入部件侧卡合部20能够基于上述圆周方向上的间隙的存在而相对于插通孔52(卡合件主体44)在输入部件12的旋转方向上位移,插通孔52(卡合件主体44)能够基于卡合件主体44的径向上的间隙的存在而相对于输入部件侧卡合部20在卡合件主体44的径向上位移。换言之,限制插通孔52的大小,以便在下述的反向输入切断离合器6的动作时不会发生插通孔52的内周缘与输入部件侧卡合部20干涉而阻碍该动作的情况。
卡合件主体44在径向内侧面的宽度方向两侧部分具有向径向内侧突出的突起状的凸部53。凸部53从卡合件主体44的径向内侧面的宽度方向两侧部分的厚度方向(轴向)中央部向径向内侧突出。凸部53用于对构成一对弹簧17的各个弹簧17进行保持。
卡合件主体44通过组合多个构件来构成。具体而言,卡合件主体44具有一对主体板54、一对中间板55、摆动支撑轴47、作为结合部件的多个螺栓56以及多个螺母57。
一对主体板54是构成卡合件主体44的厚度方向的两侧部分的构件,在轴向上重叠配置。各个主体板54是对钢板等金属板实施基于冲压加工的冲裁加工而制造出的冲压成形品,具有大致半圆形板形状。主体板54在径向外侧面中的在圆周方向上分离的两处位置具有在组装有卡合件主体44的状态下构成按压面46的凸面58。即,在各个主体板54的径向外侧面中的、圆周方向上的相位一致的部分所具备的一对凸面58构成按压面46。总之,具备一对按压面46的卡合件主体44具有四个凸面58。主体板54在宽度方向中央部的径向外侧部具有圆形的支撑孔59。主体板54在径向内侧面的宽度方向中央部具有在组装有卡合件主体44的状态下构成卡合件侧输出卡合部48的板侧输出卡合部60。即,在轴向上分离地配置的一对板侧输出卡合部60构成卡合件侧输出卡合部48。主体板54在宽度方向中央部的径向内侧部具有在组装有卡合件主体44的状态下构成插通孔52的贯通孔61。卡合件主体44在宽度方向两侧部分分别具有多个(在图示的例子中分别为三个)通孔62,而且在宽度方向两侧部分分别在从多个通孔62偏离的部位具有(在图示的例子中分别为一个)定位孔63。
一对中间板55是构成卡合件主体44的厚度方向的中间部的部件。各个中间板55是对钢板等金属板实施基于冲压加工的冲裁加工而制造出的冲压成形品,具有大致扇板形状。一对中间板55被夹持在一对主体板54的宽度方向两侧部分彼此之间。各个中间板55在径向内侧面的宽度方向中间部具有凸部53。凸部53比一对主体板54的径向内侧面更向径向内侧突出。中间板55中的凸部53以外的部分配置于一对主体板54彼此之间。尤其是,中间板55的径向外侧面位于比一对主体板54的径向外侧面更靠径向内侧,不会与被按压面32接触。中间板55在与一对主体板54各自的通孔62对齐的多个部位具有通孔64。中间板55在与一对主体板54各自的定位孔63对齐的部位具有定位孔65。
通过在插通到相互对齐的一对主体板54的通孔62和一对中间板55的通孔64中的多个螺栓56的前端部螺纹结合螺母57,并进一步进行紧固,由此相互结合固定一对主体板54以及一对中间板55。此外,在本例的构造中,在进行这样的结合固定的作业时,通过在相互对齐的一对主体板54的定位孔63和一对中间板55的定位孔65插通作业用的定位杆,能够容易地进行使一对主体板54的通孔62与一对中间板55的通孔64对齐的作业。在本例的构造中,在结合固定了一对主体板54和一对中间板55的状态下,在主体板54彼此之间,在宽度方向上在中间板55彼此之间划分出内部空间49。
摆动支撑轴47由圆柱状的销构成。摆动支撑轴47的轴向两侧的端部通过压入而内嵌固定于一对主体板54的支撑孔59。摆动支撑轴47的轴向中间部配置在内部空间49内。
连杆部件45是对钢板等金属板实施基于冲压加工的冲裁加工而制造出的冲压成形品,具有大致矩形板形状或大致长圆板形状,配置于卡合件主体44的内部空间49(主体板54彼此之间)。
连杆部件45的厚度尺寸比内部空间49的轴向宽度尺寸(=一对主体板54的相互对置的侧面彼此的间隔=中间板55的厚度尺寸)小。连杆部件45在其长度方向的一方侧的端部具有摆动被支撑部66,而且在其长度方向的另一方侧的端部具有卡合件侧输入卡合部67。
摆动被支撑部66由圆孔构成,而且供摆动支撑轴47插通。由此,连杆部件45的长度方向一方侧的端部能够摆动地与摆动支撑轴47连接(被摆动支撑轴47支撑)。卡合件侧输入卡合部67由圆孔构成,而且供输入部件侧卡合部20插通。由此,连杆部件45的长度方向另一方侧的端部能够摆动地与输入部件侧卡合部20连接。
摆动被支撑部66的内径尺寸设定为比摆动支撑轴47的外径尺寸大,卡合件侧输入卡合部67的内径尺寸设定为比输入部件侧卡合部20的外径尺寸大。另外,在本例中,在如图6及图9所示地卡合件16的一对按压面46与被按压面32接触且输入部件侧卡合部20位于卡合件主体44的宽度方向中央部的状态下,如图11所示,摆动支撑轴47与输入部件侧卡合部20的相互远离的一侧的端缘彼此的间隔Wa设定为摆动被支撑部66与卡合件侧输入卡合部67的相互远离的一侧的端缘彼此的间隔Wb以下(Wa≤Wb)。此外,关于上述间隔Wa与Wb之差Wb-Wa,从使反向输入切断离合器6的组装变得容易的观点出发,优选尽量大,但另一方面,从在向输入部件12输入转矩时能够立即使卡合件16向径向内侧移动来实现非锁定状态的观点出发,优选尽量小。
一对弹簧17配置在构成一对卡合件16的一对卡合件主体44的径向内侧面的宽度方向两侧部分彼此之间。也就是说,一对弹簧17配置于在卡合件主体44的宽度方向上从输出部件侧卡合部23偏离的位置。一对弹簧17向朝向径向外侧的方向弹性地对各个卡合件16进行施力,即向接近被按压面32的方向弹性地对各个卡合件16进行施力。由此,在未对输入部件12及输出部件13分别施加扭矩的中立状态下,成为各个卡合件16的按压面46与被按压面32接触的状态。
在本例中,各个弹簧17由螺旋弹簧构成。通过向弹簧17的轴向两侧部分的内侧插入一对卡合件16的凸部53,来防止弹簧17从一对卡合件主体44的径向内侧面彼此之间脱落。但是,通过在各个卡合件主体(中间板)的径向内侧面的宽度方向两侧部分设置向径向外侧凹下的凹部(切口),并向该凹部插入弹簧的两侧的端部,也能够防止弹簧从一对卡合件主体脱落。并且,作为向接近被按压面的方向弹性地对一对卡合件16进行施力的施力单元,不限定于螺旋弹簧,也能够使用板簧、碟形弹簧等。并且,施力单元除了配置为被卡合件彼此夹入以外,也能够配置为被夹在卡合件与输出部件之间。
在本例中,弹簧17的外径尺寸比卡合件主体44的轴向的厚度尺寸小。因此,如图16及图17所示,弹簧17不会比卡合件主体44的轴向两侧的侧面更向轴向两侧(外侧)突出。
此外,在上述中立状态下,预先成为一对卡合件16的按压面46与被按压面32接触的状态的理由是,为了在向输出部件13反向输入转矩时立即实现锁定状态。
本例的反向输入切断离合器6在其组装状态下,将配置于轴向一方侧的输入部件12的一对输入部件侧卡合部20沿轴向插入到一对卡合件16的插通孔52(一对主体板54的贯通孔61)以及卡合件侧输入卡合部67,而且将配置于轴向另一方侧的输出部件13的输出部件侧卡合部23沿轴向插入到一对卡合件16的卡合件侧输出卡合部48彼此之间。即,一对卡合件16配置为由各个卡合件侧输出卡合部48从径向外侧夹住输出部件侧卡合部23。
接下来,对反向输入切断离合器6的动作进行说明。
若从输入侧机构向输入部件12输入转矩,则如图7所示,在卡合件主体44的插通孔52的内侧,输入部件侧卡合部20沿输入部件12的旋转方向(在图7的例子中为顺时针方向)旋转。于是,连杆部件45一边以摆动支撑轴47为中心摆动,一边由输入部件侧卡合部20经由连杆部件45拉拽摆动支撑轴47,从而一对卡合件16向远离被按压面32的方向(径向内侧)移动。由此,一对卡合件16的按压面46从被按压面32离开,并且一对卡合件侧输出卡合部48从径向两侧夹持输出部件13的输出部件侧卡合部23,输出部件侧卡合部23与一对卡合件侧输出卡合部48无晃动地卡合。其结果,输入到输入部件12的转矩经由一对卡合件16向输出部件13传递,并从输出部件13输出。
尤其是,在本例的构造中,在各个卡合件16向远离被按压面32的方向(径向内侧)移动时,如从图6至图7以及从图21的(A)至图21的(B)所示,利用位于输出部件侧卡合部23的短轴方向的前半部分的长轴方向两侧的一对导向面25,对位于卡合件侧输出卡合部48的宽度方向两侧的一对被导向面51进行引导,从而限制卡合件16沿宽度方向移动。并且,如图7及图21的(B)所示,卡合件侧输出卡合部48的底面50与输出部件侧卡合部23的侧面24面接触,并且卡合件侧输出卡合部48的一对被导向面51与输出部件侧卡合部23的一对导向面25面接触。因此,在本例的构造中,在锁定状态解除后,能够有效地防止卡合件16在宽度方向上偏离移动而与被按压面32接触。在本例的构造中,能够使用输出部件侧卡合部23进行卡合件16向径向内侧的移动的引导,从而与组装仅用于进行该引导的其它构件的构造相比,能够减少构件件数。
并且,在本例的构造中,卡合件侧输出卡合部48的一对被导向面51由向随着朝向径向内侧而彼此的间隔扩大的方向倾斜的一对凹曲面构成,而且输出部件侧卡合部23的一对导向面25由与一对被导向面51的一对凹曲面一致的一对凸曲面构成。因此,如图21的(A)所示,在卡合件16从输出部件侧卡合部23向径向外侧离开的状态下,在一对被导向面51与一对导向面25之间形成有间隙,而且该间隙的大小(宽度方向尺寸)随着朝向径向外侧变大。因此,在本例的构造中,在卡合件16从输出部件侧卡合部23向径向外侧离开的状态下,能够适当地允许卡合件16在宽度方向、旋转方向上的移动,能够有效地防止对卡合件16施加不合理的力。
另一方面,若从输出侧机构向输出部件13反向输入转矩,则如图8所示,输出部件侧卡合部23在一对卡合件侧输出卡合部48彼此的内侧沿输出部件13的旋转方向(在图8的例子中为顺时针方向)旋转。于是,输出部件侧卡合部23的侧面24与一对导向面25中的一方的导向面25之间的连接部亦即角部朝向径向外方按压各个卡合件16的卡合件侧输出卡合部48的底面50,使各个卡合件16向接近被按压面32的方向(径向外侧)移动。由此,一对卡合件16的按压面46被按压到被按压面32,上述按压面46与被按压面32摩擦卡合。其结果,反向输入到输出部件13的转矩向固定于其它部件而不旋转的外壳15(由外壳15支撑)传递,从而完全被切断而不会传递到输入部件12。具体而言,一对卡合件16支撑(被夹持)在输出部件侧卡合部23与被按压面32之间,锁定输出部件13,以便按压面46不会相对于被按压面32滑动(相对旋转)。
在本例中,各个卡合件16在卡合件主体44的径向外侧面的在圆周方向上分离的两个部位具有按压面46,从而在向输出部件13反向输入转矩时,通过楔效应,能够增大被按压面32与按压面46的摩擦卡合力。但是,也能够采用仅在卡合件主体的径向外侧面的圆周方向一个部位具有按压面的构造。并且,在本例中,由一对主体板54分别具备的凸面58构成按压面46,但也能够在中间板形成按压面。
根据本例的反向输入切断离合器6,在向输入部件12输入转矩时,能够顺畅地进行从锁定状态向非锁定状态的切换。关于这一点,参照用于比较本例和参考例的图20的(A)及图20的(B)进行说明。
图20的(A)(a)及图20的(A)(b)关于本例的构造,示出输入部件12的一部分与卡合件16的一部分的相互位置关系。更具体而言,图20的(A)(a)示出如下状态下的上述位置关系:在图8所示的锁定状态下,输入部件侧卡合部20位于卡合件16的宽度方向中央部,而且连杆部件45最靠近径向内侧。图20的(A)(b)示出如下状态下的上述位置关系:从图20的(A)(a)所示的状态向输入部件12输入转矩T,由此输入部件侧卡合部20沿输入部件12的旋转方向(在图示的例子中为顺时针方向)旋转,从输入部件侧卡合部20经由连杆部件45开始对摆动支撑轴47作用平移载荷F。
另一方面,图20的(B)(a)及图20的(B)(b)关于不具备连杆部件而是一体地构成的卡合件16z具有卡合件侧输入卡合部67z及卡合件侧输出卡合部(省略图示)的参考例的构造,示出了输入部件12z的一部分与卡合件16z的一部分的相互位置关系。更具体而言,图20的(B)(a)示出如下状态下的上述位置关系:在锁定状态下,输入部件侧卡合部20z位于卡合件16z的宽度方向中央部。图20的(B)(b)示出如下状态下的上述位置关系:从图20的(B)(a)所示的状态向输入部件12z输入转矩T,由此输入部件侧卡合部20z沿输入部件12z的旋转方向(在图示的例子中为顺时针方向)旋转,输入部件侧卡合部20z与卡合件16z的卡合件侧输入卡合部67z抵接,开始对输入部件侧卡合部20z与卡合件侧输入卡合部67z之间的抵接部X作用基于转矩T的平移载荷Ft。
在参考例的构造中,如图20的(B)(b)所示,平移载荷Ft的方向、即从输入部件12z作用于卡合件16z的载荷的方向相对于在从锁定状态向非锁定状态切换时卡合件16z应移动的方向亦即卡合件16z的径向(卡合件16z相对于被按压面远近移动的方向)大幅度地倾斜。
相对于此,在本例的构造中,如图20的(A)(b)所示,平移载荷F的方向、即从输入部件12作用于卡合件16的载荷的方向成为与在从锁定状态向非锁定状态切换时卡合件16应移动的方向亦即卡合件16的径向(卡合件16相对于被按压面32远近移动的方向)大致平行的方向。换言之,平移载荷F的方向与卡合件16应移动的方向所成的角度比参考例的构造中的平移载荷Ft的方向与卡合件16z应移动的方向所成的角度小。也就是说,在本例的构造中,能够将输入到输入部件12的转矩T高效地转换成用于使卡合件16向径向内侧移动的载荷。因此,根据本例的构造,在向输入部件12输入转矩时,能够顺畅地进行从锁定状态向非锁定状态的切换。
此外,在本例的构造中,在图20的(A)(a)所示的状态下,在输入部件侧卡合部20的径向内侧面与连杆部件45的卡合件侧输入卡合部67的内周面之间存在间隙G,在参考例的构造中,在图20的(B)(a)所示的状态下,在输入部件侧卡合部20z的径向内侧面与卡合件侧输入卡合部67z之间存在间隙Gz,关于本例的构造中的间隙G的大小(上述的差Wb-Wa)以及参考例的构造中的间隙Gz的大小,从使反向输入切断离合器的组装变得容易的观点出发,均优选尽量大,但另一方面,从在向输入部件12、12z输入转矩时能够立即使卡合件16、16z向径向内侧移动来实现非锁定状态的观点出发,均优选尽量小。因此,在反向输入切断离合器的制造中,考虑到上述情况,需要将间隙G、Gz的大小调整成适当的大小。
在参考例的构造中,为了调整间隙Gz的大小,有时需要通过切削加工来高精度地对卡合件侧输入卡合部67z中的与输入部件侧卡合部20z的径向内侧面抵接的部分进行精加工,在该情况下,预计成本变高。相对于此,在本例的构造中,仅通过管理连杆部件45的摆动被支撑部66与卡合件侧输入卡合部67的中心间距离,就能够调整间隙G的大小,连杆部件45利用廉价的冲压加工来制造,从而容易抑制成本。
<驻车锁定机构的动作>
在具备应用了本例的旋转锁定装置4的驻车锁定机构的汽车中,若变速杆选择为P档,则由驱动器7驱动反向输入切断离合器6的输入部件12使之旋转。输入到输入部件12的旋转向输出部件13传递,如图22的(C)至图22的(B)、图22的(A)依次所示,卡合部件8向逆时针方向转动,或者如图23的(C)至图23的(B)、图23的(A)依次所示,卡合部件8向顺时针方向转动,从而卡合爪部14与锁定齿轮5的卡合凹部9中的任一个卡合凹部9卡合(配置于卡合凹部9的内侧)。由此,驻车锁定机构切换为第一模式,限制支撑固定锁定齿轮5的输出轴3的旋转。换言之,除了卡合爪部14能够在卡合凹部9的内侧位移的程度的微小的旋转之外,阻止输出轴3的旋转。
在应用了旋转锁定装置4的驻车锁定机构切换为第一模式的状态下,若伴随从驱动轮反向输入扭矩而锁定齿轮5欲旋转,则由卡合凹部9的圆周方向侧面按压卡合爪部14的侧面。若卡合爪部14的侧面被按压,则对卡合部件8施加欲使该卡合部件8向解除卡合凹部9与卡合爪部14的卡合的方向转动的力,但该力由反向输入切断离合器6支撑,阻止卡合部件8的转动。其结果,也阻止驱动轮的旋转。
若变速杆从P档选择为其它档位,则驱动反向输入切断离合器6的输入部件12使之旋转。输入到输入部件12的旋转向输出部件13传递,如图22的(A)至图22的(B)、图22的(C)依次所示,卡合部件8向顺时针方向转动,或者如图23的(A)至图23的(B)、图23的(C)依次所示,卡合部件8向逆时针方向转动,从而卡合凹部9与卡合爪部14的卡合解除。由此,驻车锁定机构切换为第二模式,允许输出轴3的旋转。
尤其是,应用了本例的旋转锁定装置4的驻车锁定机构具有如下功能:在从锁定齿轮5对卡合部件8施加锁定齿轮5的旋转方向的力Fa的情况下,在从第一模式向第二模式切换时,通过使卡合部件8向与上述力Fa的方向相同的方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
即,在将汽车停止在倾斜的路面时,若在使驻车锁定机构工作而不使驻车制动器工作的状态下解除行车制动器(脚刹),则驱动轮欲旋转,伴随于此,锁定齿轮5也欲旋转。由此,锁定齿轮5的卡合凹部9的圆周方向侧面被强力地按压到卡合部件8的卡合爪部14的侧面,从而对卡合部件8施加旋转方向的力Fa。本例的旋转锁定装置4在从第一模式向第二模式切换时,使卡合部件8向与上述力Fa相同的方向转动。
具体而言,基于将汽车停止在下坡而驱动轮71欲在路面R上滚动的情况,对锁定齿轮5施加有欲使该锁定齿轮5向正转方向(图22的(A)~图22的(C)的逆时针方向)旋转的力Fa′,该情况下,对卡合部件8施加图22的(A)~图22的(C)的顺时针方向的力Fa。在该情况下,旋转锁定装置4在将驻车锁定机构从第一模式向第二模式切换时,通过使卡合部件8向图22的(A)至图22的(C)的顺时针方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
相对于此,基于将汽车停止在上坡而驱动轮71欲在路面R上滚动的情况,对锁定齿轮5施加有欲使锁定齿轮5向反转方向(图23的(A)~图23的(C)的顺时针方向)旋转的力Fa′,该情况下,对卡合部件8施加图23的(A)~图23的(C)的逆时针方向的力Fa。在该情况下,旋转锁定装置4在将驻车锁定机构从第一模式向第二模式切换时,通过使卡合部件8向图23的(A)至图23的(C)的逆时针方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
在将驻车锁定机构从第一模式向第二模式切换时,通过使卡合部件8向与施加给卡合部件8的旋转方向的力Fa的方向相同的方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合,这一功能能够如下实现。
首先,由驱动器7使卡合部件8向预先决定的预定方向转动。
在上述预定方向与从锁定齿轮5施加给卡合部件8的力Fa的方向一致的情况下,驱动器7的启动电流(冲击电流)在预先决定的预定时间以下、或者不会上升到预定的电流值而开始降低。在该情况下,通过直接使卡合部件8向上述预定方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。上述预定时间或电流值能够预先通过实验、计算来求出。
在上述预定方向是与从锁定齿轮5施加给卡合部件8的力Fa的方向相反的方向的情况下,即使驱动器7的启动电流在经过上述预定时间后、或者上升至上述预定的电流值,也不开始降低。在该情况下,通过使卡合部件8向与上述预定方向相反的方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
或者,也能够基于对施加给自动变速器2的输出轴3等构成汽车的驱动系统的旋转体的扭矩的方向进行测定的传感器、倾斜计等,来求出从锁定齿轮5施加给卡合部件8的力Fa的方向,通过使卡合部件8向该方向转动,来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
此外,在未从锁定齿轮5对卡合部件8施加旋转方向的力的情况下,即在卡合凹部9的圆周方向侧面未被按压到卡合爪部14的侧面的情况下,在从第一模式向第二模式切换时,也可以使卡合部件8向任意方向旋转。并且,从第二模式向第一模式切换时的卡合部件8的转动方向没有特别限定。
本例的旋转锁定装置4利用驱动器7经由反向输入切断离合器6使卡合部件8转动,从而能够在第一模式与第二模式之间切换驻车锁定机构。因此,与日本特开2010-6299号公报所记载的驻车锁定机构的构造相比,应用了本例的旋转锁定装置4的驻车锁定机构能够简单地构成,其中,日本特开2010-6299号公报所记载的驻车锁定机构构成为,基于利用驱动器101使旋转轴102旋转的情况,使止动板103摆动,并且伴随止动板103的摆动使杆104位移,从而利用杆104的前端部所具备的凸轮108使驻车锁定杆106摆动。此外,反向输入切断离合器6能够预先组装(预先装配)。
并且,本例的旋转锁定装置4具有如下功能:在从锁定齿轮5对卡合部件8施加有旋转方向的力Fa的情况下,在将驻车锁定机构从第一模式向第二模式切换时,使卡合部件8向与上述力Fa的方向相同的方向转动,从而解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合,因此能够将驱动器7驱动卡合部件8使之转动的输出抑制得较小。具体而言,如图24所示,在从第一模式向第二模式切换时,在使卡合部件8向与上述力Fa的方向相同的方向转动的情况下,与使卡合部件8向与力Fa的方向相反的方向转动的情况相比,能够用一半左右且比从锁定齿轮5施加给卡合部件8的旋转方向的力Fa的一半小的力(扭矩)来解除卡合凹部9与卡合爪部14的卡合。因此,能够降低驱动器7的耗电量,或者使驱动器7变得小型。
但是,在包括本例的反向输入切断离合器6而构成旋转锁定装置4的情况下,在从锁定齿轮5对卡合部件8施加有旋转方向的力Fa的情况下,通过使卡合部件8向与上述力Fa的方向相反的方向转动,也能够解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。即,也能够构成为,在将驻车锁定机构从第一模式向第二模式切换时,无论上述力Fa的方向如何,都使卡合部件8仅向预先决定的预定方向转动,从而解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。此外,从图24可知,即使在使卡合部件8向与上述力Fa相反的方向转动的情况下,也能够用比从锁定齿轮5施加给卡合部件8的旋转方向的力Fa小的力来解除卡合爪部14与卡合凹部9的卡合。
此外,在实施本发明的情况下,作为用于将构成外壳15的输入侧外壳元件27与输出侧外壳元件26结合的结合方法、用于将构成卡合件主体的一对主体板54与一对中间板55结合的结合方法,也能够使用铆钉、焊接、粘接、铆接等其它结合方法。并且,作为这样的其它结合方法,也能够采用如下结合方法:将结合轴的轴向中间部插通到在应相互结合的多个构件的相互对齐的位置形成的通孔,而且将挡圈卡定于该结合轴的轴向两端部,由上述挡圈从轴向两侧夹持上述多个构件。
并且,也能够在一对主体板中的一方的主体板一体地形成一对中间板中的一方的中间板,在一对主体板中的另一方的主体板一体地形成一对中间板中的另一方的中间板。或者,也能够在一对主体板中的一个主体板一体地形成一对中间板双方。若采用上述结构,则能够通过一对主体板的组合来构成卡合件主体,能够减少构件数量。
此外,在构成第一例的旋转锁定装置4的反向输入切断离合器6中,采用了在一对主体板54彼此之间以能够摆动的方式配置一个连杆部件45的结构,但在实施本发明的情况下,也能够采用在一片主体板的厚度方向两侧以能够摆动的方式配置一对连杆部件(由输入侧卡合部经由该一对连杆部件向径向内侧拉拽卡合件主体)的结构。
在本例的旋转锁定装置4中,作为卡合件16而具备一对卡合件16,但只要卡合件16具有能够相对于被按压面32向远近方向移动的构造,就也能够采用具备一个卡合件并将该一个卡合件与一个输入侧卡合部组合的构造。并且,也能够采用具备三个以上的卡合件、并将上述卡合件与对应的输入侧卡合部组合的构造。上述构造也包括在本发明的范围内。
[第二例]
使用图25对本发明的实施方式的第二例进行说明。应用了本例的旋转锁定装置4a的驻车锁定机构具备增大反向输入切断离合器6的输出部件13的输出扭矩并向卡合部件8传递的减速器68。因此,根据本例,与第一例相比,更容易实现驱动器7的小型化。
此外,减速器68的构造没有特别限定,能够由齿轮式、摩擦辊式的减速器来构成。并且,本发明的旋转锁定装置也能够构成为,在驱动器的输出轴与反向输入切断离合器的输入部件之间配置减速器。第二例的其它部分的结构及作用效果与第一例相同。
[第三例]
使用图26~图31对本发明的实施方式的第三例进行说明。在本例中,构成旋转锁定装置4的反向输入切断离合器6a的构造与第一例中的反向输入切断离合器6的构造不同。
反向输入切断离合器6a具备输入部件12a、输出部件13a、被按压部件69以及一对卡合件16a。
输入部件12a与电动马达等输入侧机构连接,被输入转矩。如图28所示,输入部件12a具有输入轴部18a和一对输入部件侧卡合部20a。输入轴部18a的基端部与驱动器7(参照图1)的输出轴连接。一对输入部件侧卡合部20a由从输入轴部18a的前端面的直径方向相反侧两处位置沿轴向伸长的凸部构成。
输出部件13a与卡合部件8(参照图1)连接,输出转矩。输出部件13a与输入部件12a同轴配置,如图29所示地具有输出轴部22a和输出部件侧卡合部23a。输出轴部22a的基端部与上述输出侧机构的输入部连接。输出部件侧卡合部23a大致呈长圆柱状,从输出轴部22a的前端面的中央部沿轴向伸长。输出部件侧卡合部23a配置于一对输入部件侧卡合部20a之间的部分。
如图27所示,被按压部件69构成为圆环状,固定于外壳等未图示的其它部件,其旋转受到限制。被按压部件69与输入部件12a及输出部件13a同轴配置,而且配置于一对输入部件侧卡合部20a及输出部件侧卡合部23a的径向外侧。被按压部件69在其内周面具有作为圆筒状的凹面的被按压面32a。
各个卡合件16a构成为大致半圆形板状,配置于被按压部件69的径向内侧。各个卡合件16a将与被按压面32a对置的径向外侧面作为局部圆筒状的凸面亦即按压面46a,将相互对置的径向内侧面作为形成有下述的卡合件侧输出卡合部48a的部分以外的部分为平坦面的底面70。按压面46a的曲率半径为被按压面32a的曲率半径以下。
在将一对卡合件16a配置于被按压部件69的径向内侧的状态下,限制被按压部件69的内径尺寸以及卡合件16a的径向尺寸,以便在被按压面32a与按压面46a之间的部分以及底面70彼此之间的部分的至少一方存在间隙。
卡合件16a具有卡合件侧输入卡合部67a和卡合件侧输出卡合部48a。卡合件侧输入卡合部67a由沿轴向贯通卡合件16a的径向中间部的孔构成。卡合件侧输入卡合部67a具有能够松动地插入输入部件侧卡合部20a的大小。因此,输入部件侧卡合部20a能够相对于卡合件侧输入卡合部67a(卡合件16a)在输入部件12a的旋转方向上位移,卡合件侧输入卡合部67a(卡合件16a)能够相对于输入部件侧卡合部20a在卡合件16a的径向上位移。卡合件侧输出卡合部48a由从卡合件16a的底面70的宽度方向中央部朝向径向外方凹陷的大致矩形状的凹部构成。卡合件侧输出卡合部48a具有能够在其内侧配置输出部件侧卡合部23a的短轴方向的前半部分的大小。
反向输入切断离合器6a在其组装状态下,将配置于轴向一方侧的输入部件12a的一对输入部件侧卡合部20a沿轴向插入到一对卡合件16a的卡合件侧输入卡合部67a,而且将配置于轴向另一方侧的输出部件13a的输出部件侧卡合部23a沿轴向插入到各个卡合件16a的卡合件侧输出卡合部48a彼此之间。即,一对卡合件16a配置为由卡合件侧输出卡合部48a从径向外侧夹持输出部件侧卡合部23a。
<反向输入切断离合器6a的动作说明>
若从驱动器7(参照图1)向输入部件12a输入转矩,则如图30所示,在卡合件侧输入卡合部67a的内侧,输入部件侧卡合部20a沿输入部件12a的旋转方向(在图30的例子中为顺时针方向)旋转。于是,输入部件侧卡合部20a的径向内侧面朝向径向内方按压卡合件侧输入卡合部67a的内表面,使一对卡合件16a向远离被按压面32a的方向移动。其结果,一对卡合件侧输出卡合部48a从径向两侧夹持输出部件13a的输出部件侧卡合部23a,从而输出部件侧卡合部23a与一对卡合件侧输出卡合部48a无晃动地卡合。进而,输入到输入部件12a的转矩经由一对卡合件16a向输出部件13a传递,并从输出部件13a输出。
另一方面,若从锁定齿轮5(参照图1)经由卡合部件8向输出部件13a反向输入转矩,则如图31所示,输出部件侧卡合部23a在一对卡合件侧输出卡合部48a彼此的内侧沿输出部件13a的旋转方向(在图31的例子中为顺时针方向)旋转。于是,输出部件侧卡合部23a的角部朝向径向外方按压卡合件侧输出卡合部48a的底面,使一对卡合件16a分别向接近被按压面32a的方向移动。其结果,一对卡合件16a的按压面46a被按压到被按压部件69的被按压面32a。其结果,反向输入到输出部件13a的转矩向固定于未图示的其它部件的被按压部件69传递,从而完全被切断而不会传递到输入部件12a。
本例的反向输入切断离合器6a能够比第一例中的反向输入切断离合器6更简易地构成,能够抑制成本。第三例的其它部分的结构及作用效果与第一例相同。
产业上的可利用性
本发明的旋转锁定装置不限定于驻车锁定机构,能够应用于卷绕绳索等的绞车的限位器等各种用途。
符号的说明
1—驱动源,2—自动变速器,3—输出轴,4、4a—旋转锁定装置,5—锁定齿轮,6、6a—反向输入切断离合器,7—驱动器,8—卡合部件,9—卡合凹部,10—凸部,11—齿轮部,12、12a、12z—输入部件,13、13a—输出部件,14—卡合爪部,15—外壳,16、16a、16z—卡合件,17—弹簧,18、18a—输入轴部,19—输入臂部,20、20a、20z—输入部件侧卡合部,21—支撑孔,22、22a—输出轴部,23、23a—输出部件侧卡合部,24—侧面,25—导向面,26—输出侧外壳元件,27—输入侧外壳元件,28—螺栓,29—外径侧筒部,30—内径侧筒部,31—侧板部,32、32a—被按压面,33—输出侧凹坑嵌合面,34—螺纹孔,35—输出侧轴承嵌合面,36—外径侧筒部,37—内径侧筒部,38—侧板部,39—输入侧凹坑嵌合面,40—通孔,41—输入侧轴承嵌合面,42—输入侧轴承,43—输出侧轴承,44—卡合件主体,45—连杆部件,46、46a—按压面,47—摆动支撑轴,48、48a—卡合件侧输出卡合部,49—内部空间,50—底面,51—被导向面,52—插通孔,53—凸部,54—主体板,55—中间板,56—螺栓,57—螺母,58—凸面,59—支撑孔,60—板侧输出卡合部,61—贯通孔,62—通孔,63—定位孔,64—通孔,65—定位孔,66—摆动被支撑部,67、67a、67z—卡合件侧输入卡合部,68—减速器,69—被按压部件,70—底面,71—驱动轮,100—驻车锁定机构,101—驱动器,102—旋转轴,103—止动板,104—杆,105—驻车锁定齿轮,106—驻车锁定杆,107—止动弹簧,108—凸轮,109—驻车用卡定槽,110—滚子,111—爪部,112—卡合凹部。

Claims (10)

1.一种旋转锁定装置,其特征在于,具备:
锁定齿轮,其在圆周方向的多个部位具有卡合凹部;
反向输入切断离合器,其具有相互同轴配置的输入部件及输出部件,在向上述输入部件输入了转矩的情况下,将输入到该输入部件的转矩传递至上述输出部件,而且在向上述输出部件反向输入了转矩的情况下,不将反向输入到该输出部件的转矩传递至上述输入部件;以及
卡合部件,其具有能够与上述卡合凹部卡合的卡合爪部,且由上述输出部件支撑为能够转动驱动,
基于驱动上述输入部件使之旋转的情况,利用上述输出部件使上述卡合部件转动,从而切换第一模式和第二模式,该第一模式是上述卡合爪部与上述卡合凹部卡合而限制上述锁定齿轮的旋转的模式,该第二模式是上述卡合爪部与上述卡合凹部的卡合解除而允许上述锁定齿轮的旋转的模式。
2.根据权利要求1所述的旋转锁定装置,其特征在于,
具备驱动上述输入部件使之旋转的驱动器。
3.根据权利要求2所述的旋转锁定装置,其特征在于,
在从上述第一模式向上述第二模式切换时,通过使上述卡合部件向与从上述锁定齿轮施加给上述卡合部件的力的方向相同的方向转动,来解除上述卡合爪部与上述卡合凹部的卡合。
4.根据权利要求1~3任一项中所述的旋转锁定装置,其特征在于,
上述反向输入切断离合器具备:
上述输入部件,其具有输入部件侧卡合部;
上述输出部件,其具有输出部件侧卡合部;
被按压部件,其具有被按压面;以及
卡合件,其具有与上述被按压面对置的按压面、与上述输入部件侧卡合部卡合的卡合件侧输入卡合部、以及与上述输出部件侧卡合部卡合的卡合件侧输出卡合部,
上述卡合件构成为,
若向上述输入部件输入转矩,则基于上述输入部件侧卡合部与上述卡合件侧输入卡合部的卡合,以使上述按压面从上述被按压面离开的方式进行位移,并使上述卡合件侧输出卡合部与上述输出部件侧卡合部卡合,由此将输入到上述输入部件的转矩传递至上述输出部件,
若向上述输出部件反向输入转矩,则基于上述输出部件侧卡合部与上述卡合件侧输出卡合部的卡合,以向上述被按压面按压上述按压面的方式进行位移,并使上述按压面与上述被按压面摩擦卡合,由此不将反向输入到上述输出部件的转矩传递至上述输入部件。
5.根据权利要求4所述的旋转锁定装置,其特征在于,
具备分别由上述卡合件构成的一对卡合件,该一对卡合件配置为从径向外侧夹住上述输出部件侧卡合部。
6.根据权利要求4或5所述的旋转锁定装置,其特征在于,
上述卡合件具备:
卡合件主体,其具有上述按压面、上述卡合件侧输出卡合部、以及摆动支撑部,该摆动支撑部在上述按压面相对于上述被按压面远近移动的方向上位于比上述卡合件侧输入卡合部更接近上述被按压面的一侧;以及
连杆部件,其具有上述卡合件侧输入卡合部、以及被支撑为能够相对于上述摆动支撑部摆动的摆动被支撑部。
7.根据权利要求6所述的旋转锁定装置,其特征在于,
上述卡合件主体具备:
一对主体板,其分别具有构成上述卡合件侧输出卡合部的板侧输出卡合部,在上述被按压面的轴向上重叠配置,而且相互结合;以及
摆动支撑轴,其构成上述摆动支撑部,轴向两侧部分被上述一对主体板分别支撑,
上述连杆部件配置于上述一对主体板彼此之间。
8.根据权利要求7所述的旋转锁定装置,其特征在于,
上述卡合件主体具备被夹持在上述一对主体板彼此之间的至少一个中间板。
9.根据权利要求1~8任一项中所述的旋转锁定装置,其特征在于,
在上述输出部件与上述卡合部件之间具备减速器。
10.根据权利要求2、3以及引用权利要求2或3的权利要求4~9任一项中所述的旋转锁定装置,其特征在于,
组装于将驱动源的转矩传递到驱动轮的驱动系统来使用。
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