CN205244205U - 一种电机驻车机构和汽车变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机驻车机构和汽车变速器，电机驻车机构包括驻车电机，驻车齿轮，驻车臂；与驻车电机输出端同轴连接的连接轴；套设在连接轴上的扭力件；套设在扭力件外侧的扭转筒，连接轴与扭转筒的一个上设置有限位凸台，另一个上设置有与限位凸台配合的周向槽，当连接轴向非驻车方向转动时限位凸台与周向槽的限位面相抵；设置在扭转筒远离驻车电机一端并与扭转筒连接的驻车凸轮，驻车臂一端设置有与驻车凸轮配合的转动孔，驻车凸轮通过转动能够驱动驻车臂绕另一端转动以驱动限位齿与轮齿啮合或分离。本实用新型所述的电机驻车机构能减小驻车机构的安装空间，优化驻车机构的整箱布局，同时降低驻车机构的复杂性、从而减少重量和制造成本。

Description

一种电机驻车机构和汽车变速器

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种电机驻车机构，本实用新型还涉及一种具有上述电机驻车机构的汽车变速器。

背景技术

根据换挡方式的不同，汽车变速器分为手动和自动变速器。自动变速器的车辆由于驾驶简单、使用方便，已经成为了变速器发展的主流方向，越来越受到人们的欢迎。自动变速器包括用于防止车辆滑行的安全装置—驻车机构，使汽车能可靠并无时间限制地停驻在一定位置甚至陡坡上。

现有的电机驻车机构由电机、驱动轴、棘爪、定位座、推杆、缓冲弹簧、驻车凸轮、驻车臂、复位弹簧、驻车齿轮组成；其工作原理为：通过电机驱使驱动轴带动棘爪和推杆旋转，使推杆产生轴向位移，通过压缩缓冲弹簧使驻车凸轮产生轴向位移进入驻车臂与外壳形成的间隙内，从而驱使驻车臂向靠近驻车齿轮的方向移动，使驻车臂上的限位齿与驻车齿轮的轮齿啮合实现驻车；当汽车需要处于非驻车状态时，使电机朝反方向旋转，进而通过驱动轴带动推杆拉伸缓冲弹簧，使驻车凸轮产生反向的轴向位移移出驻车臂与外壳形成的间隙，驻车臂在复位弹簧的作用下向远离轮齿的方向转动与外壳接触，此时驻车臂上的限位齿脱离驻车齿轮的轮齿，驻车机构处于非驻车状态。

但是，上述电机驻车机构的电机与驻车臂之间需要传动装置将电机的转动转化为驻车凸轮的直线运动，结构比较分散、集成度较低，增加了安装空间，造成驻车机构的布置空间受到较大的限制。同时装配比较复杂，还增加了重量、制造成本。

综上所述，如何减小驻车机构的安装空间，以优化驻车机构的整箱布局，同时降低驻车机构的复杂性、从而减少重量和制造成本，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电机驻车机构，以减小驻车机构的安装空间，优化驻车机构的整箱布局，同时降低驻车机构的复杂性、从而减少重量和制造成本。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电机驻车机构，包括驻车电机，驻车齿轮，驻车臂，所述驻车臂上具有能够与所述驻车齿轮的轮齿啮合的限位齿；还包括：

与所述驻车电机输出端同轴连接的连接轴；

套设在所述连接轴上的扭力件，当所述限位齿无法直接与所述轮齿啮合时，所述连接轴向驻车方向的转动能够驱动所述扭力件扭紧以向所述驻车臂施加使所述驻车齿轮转动的扭转压力；

套设在所述扭力件外侧的扭转筒，所述扭力件的一扭动端与所述连接轴连接，另一扭动端与所述扭转筒连接，所述连接轴与所述扭转筒中的一个上设置有限位凸台，另一个上设置有与所述限位凸台配合的周向槽，所述限位凸台能够在所述周向槽内转动，且当所述连接轴向非驻车方向转动时所述限位凸台与所述周向槽的限位面相抵；

设置在所述扭转筒远离所述驻车电机一端并与所述扭转筒连接的驻车凸轮，所述驻车臂的一端设置有与所述驻车凸轮配合的转动孔，所述驻车凸轮通过转动能够驱动所述驻车臂绕另一端转动以驱动所述限位齿与所述轮齿啮合或分离；

其中，当所述限位齿与所述轮齿啮合时，所述驻车臂作用在所述驻车凸轮上的力通过所述驻车凸轮的回转中心；当所述限位齿与所述轮齿分离时，所述驻车臂自身重力作用在所述驻车凸轮上的力通过所述驻车凸轮的回转中心。

进一步的，所述扭力件为卷簧，所述卷簧的内端与所述连接轴连接，外端与所述扭转筒连接。

进一步的，所述连接轴为花键轴，所述花键轴通过花键与所述驻车电机的输出端连接。

进一步的，所述限位凸台设置在所述花键轴的端部，所述周向槽设置在所述扭转筒的端部。

进一步的，所述限位凸台和所述周向槽均为两个，并一一对应设置。

进一步的，所述驻车凸轮为圆形，所述转动孔为四个角均具有倒角的矩形。

进一步的，所述驻车臂的另一端与销轴转动配合。

进一步的，所述电机驻车机构还包括用于检测所述驻车电机转动角度的传感器和与所述传感器配合的磁铁，所述磁铁设置在所述连接轴上。

本实用新型所述的电机驻车机构的工作原理如下：

驻车时，利用驻车电机带动连接轴向驻车方向转动，通过扭力件驱动扭转筒与驻车凸轮一起转动，进而利用驻车凸轮驱动驻车臂向靠近驻车齿轮的方向转动，当驻车臂的限位齿与驻车齿轮的轮齿啮合时，驻车臂作用在驻车凸轮上的力通过驻车凸轮的回转中心，驻车凸轮与驻车臂自锁，实现驻车状态保持功能。

在驻车过程中，当限位齿无法直接与轮齿啮合即驻车臂无法转动时，驻车凸轮在转动孔内也无法转动，这样一来，随着连接轴的转动，扭力件扭紧，该过程限位凸台与周向槽始终不接触，两者所成夹角减小；通过扭转筒向驻车臂以及驻车齿轮施加一扭转压力，待驻车齿轮转过一定角度后，驻车凸轮重新在转动孔内转动，驱动限位齿与轮齿啮合。

解除驻车时，利用驻车电机带动连接轴向非驻车方向转动，连接轴首先带动扭力件向扭松的方向扭动，直至限位凸台与周向槽的限位面相抵，然后通过扭转筒与驻车凸轮一起转动，进而利用驻车凸轮驱动驻车臂向远离驻车齿轮的方向转动，当驻车臂的限位齿与驻车齿轮的轮齿分离时，驻车臂自身重力作用在驻车凸轮上的力通过驻车凸轮的回转中心，驻车凸轮与驻车臂自锁，实现非驻车状态保持功能。

相对于现有技术，本实用新型所述的电机驻车机构具有以下优势：

本实用新型所述的电机驻车机构通过驻车电机的转动直接驱动驻车凸轮在驻车臂的转动孔中的转动，实现驱动驻车臂与驻车齿轮啮合，无需将驻车电机的转动转化为驻车凸轮的直线运动，简化了驻车电机到驻车凸轮之间的传动机构；而且驻车凸轮通过回转运动能够限定驻车臂的位置，不需要复位弹簧使驻车臂复位；同时，利用驻车凸轮与驻车臂的自锁特性实现驻车和非驻车状态的保持功能，不需要额外的锁紧定位保持装置，所以大大减小了运动空间、零件数量和尺寸，使电机驻车机构的结构比较集中、集成度较高，减小了驻车机构的安装空间，便于装配和壳体的设计，优化驻车机构的整箱布局，同时降低了驻车机构的复杂性、从而减少了重量和制造成本。

本实用新型的另一目的在于提供一种汽车变速器，以减小驻车机构的安装空间，优化驻车机构的整箱布局，同时降低驻车机构的复杂性、从而减少重量和制造成本。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种汽车变速器，包括电机驻车机构，所述电机驻车机构为上述任一项实施方案所述的电机驻车机构。

所述汽车变速器与上述电机驻车机构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电机驻车机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的连接轴与扭转筒、扭力件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在驻车状态时沿图1中的A向视图；

图4为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在驻车状态时连接轴与扭转筒、扭力件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在等待驻车状态时沿图1中的A向视图；

图6为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在等待驻车状态时连接轴与扭转筒、扭力件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在非驻车状态时沿图1中的A向视图；

图8为本实用新型实施例所述的电机驻车机构在非驻车状态时连接轴与扭转筒、扭力件的结构示意图。

附图标记说明：

1-驻车电机，2-磁铁，3-扭转筒，4-驻车臂，5-驻车凸轮，6-驻车齿轮，7-连接轴，8-扭力件，9-限位凸台，10-周向槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请参考附图1-8，本实用新型实施例提供的电机驻车机构包括驻车电机1，驻车齿轮6，驻车臂4，连接轴7，扭力件8，扭转筒3和驻车凸轮5；其中，驻车臂4上具有能够与驻车齿轮6的轮齿啮合的限位齿；连接轴7与驻车电机1的输出端同轴连接；扭力件8套设在连接轴7上，当限位齿无法直接与轮齿啮合时，连接轴7向驻车方向的转动能够驱动扭力件8扭紧以向驻车臂4施加使驻车齿轮6转动的扭转压力；扭转筒3套设在扭力件8外侧，扭力件8的一扭动端与连接轴7连接，另一扭动端与扭转筒3连接，连接轴7与扭转筒3中的一个上设置有限位凸台9，另一个上设置有与限位凸台9配合的周向槽10，限位凸台9能够在周向槽10内转动，且当连接轴7向非驻车方向转动时限位凸台9与周向槽10的限位面相抵；驻车凸轮5设置在扭转筒3远离驻车电机1一端并与扭转筒3连接，驻车臂4的一端设置有与驻车凸轮5配合的转动孔，驻车凸轮5通过转动能够驱动驻车臂4绕另一端转动以驱动限位齿与轮齿啮合或分离；当限位齿与轮齿啮合时，驻车臂4作用在驻车凸轮5上的力通过驻车凸轮5的回转中心；当限位齿与轮齿分离时，驻车臂4自身重力作用在驻车凸轮5上的力通过驻车凸轮5的回转中心。

本实用新型的电机驻车机构的工作原理如下：

驻车时，利用驻车电机1带动连接轴7向驻车方向转动，此时扭力件8受压变形，限位凸台9与周向槽10之间具有夹角α，通过扭力件8驱动扭转筒3与驻车凸轮5一起转动，进而利用驻车凸轮5驱动驻车臂4向靠近驻车齿轮6的方向(具体为图7的逆时针方向)转动，当驻车臂4的限位齿与驻车齿轮6的轮齿啮合时，驻车齿轮6对驻车臂4施加作用力F₁，从而使驻车臂4对驻车凸轮5施加作用力，驻车臂4作用在驻车凸轮5上的力F₂通过驻车凸轮5的回转中心，驻车凸轮5与驻车臂4自锁，实现驻车状态保持功能，如图3-4所示的电机驻车机构处于驻车状态。

在驻车过程中，当限位齿无法直接与轮齿啮合即驻车臂4无法转动时，驻车凸轮5在转动孔内也无法转动，这样一来，随着连接轴7的转动，扭力件8被压缩扭紧，该过程限位凸台9与周向槽10始终不接触，两者所成夹角α减小；通过扭转筒3向驻车臂4以及驻车齿轮6施加一扭转压力，待驻车齿轮6转过一定角度后，驻车凸轮5重新在转动孔内转动，驱动驻车臂4逆时针转动，等待限位齿与轮齿啮合，如图5-6所示的电机驻车机构处于等待驻车状态。

解除驻车时，利用驻车电机1带动连接轴7向非驻车方向转动，连接轴7首先带动扭力件8向扭松的方向扭动，直至限位凸台9与周向槽10的限位面相抵，如图8所示，限位凸台9与周向槽10之间具有夹角α达到最大值，然后通过扭转筒3与驻车凸轮5一起转动，进而利用驻车凸轮5驱动驻车臂4向远离驻车齿轮6的方向(具体为图3中的顺时针方向)转动，当驻车臂4的限位齿与驻车齿轮6的轮齿分离时，驻车臂4自身重力F_G作用在驻车凸轮5上的力F₂’通过驻车凸轮5的回转中心，驻车凸轮5与驻车臂4自锁，实现非驻车状态保持功能，如图7-8所示的电机驻车机构处于非驻车状态。

相对于现有技术，本实用新型的电机驻车机构具有以下优势：

本实用新型的电机驻车机构通过驻车电机1的转动直接驱动驻车凸轮5在驻车臂4的转动孔中的转动，实现驱动驻车臂4与驻车齿轮6啮合，无需将驻车电机1的转动转化为驻车凸轮5的直线运动，简化了驻车电机1到驻车凸轮5之间的传动机构；而且驻车凸轮5通过回转运动能够限定驻车臂4的位置，不需要复位弹簧使驻车臂4复位；同时，利用驻车凸轮5与驻车臂4的自锁特性实现驻车和非驻车状态的保持功能，不需要额外的锁紧定位保持装置，所以大大减小了运动空间、零件数量和尺寸，使电机驻车机构的结构比较集中、集成度较高，减小了驻车机构的安装空间，便于装配和壳体的设计，优化驻车机构的整箱布局，同时降低了驻车机构的复杂性、从而减少了重量和制造成本。

本实用新型优选的实施例中，扭力件8为卷簧，卷簧的内端与连接轴7连接，外端与扭转筒3连接，该卷簧沿连接轴7的周向卷绕在连接轴7上，如图2所示。卷簧又称为发条，是用弹簧钢带制成的平面涡卷弹簧，能够在狭小的空间里持续提供较大的恢复力，使用寿命较长，同时与连接轴7和扭转筒3连接的面积较大，连接强度较好。本实用新型还可以采用扭簧或其他能够提供扭转力的结构替换上述卷簧。

为了提高连接轴7与驻车电机1的连接强度，连接轴7进一步为花键轴，花键轴通过花键与驻车电机1的输出端连接。本实用新型使连接轴7与驻车电机1采用花键连接，承载能力较强、对连接轴7与驻车电机1的强度削弱程度较小、同时定心精度较高。当然，连接轴7与驻车电机1也可以通过平键、焊接或其他方式连接。

进一步的，限位凸台9设置在花键轴的端部，周向槽10设置在扭转筒3的端部。在扭转筒3的端部便于开设周向槽10，在花键轴端部便于加工限位凸台9，从而简化了电机驻车机构的制造工序。上述限位凸台9也可以设置在扭转筒3的端部，周向槽10设置在花键轴的端部。

具体的，限位凸台9和周向槽10均为两个，并一一对应设置。本实用新型利用两组相配合的限位凸台9和周向槽10能够达到较好的限位效果，同时便于加工。当然，上述限位凸台9和周向槽10还可均为一个或三个等。

为了进一步便于加工，驻车凸轮5为圆形，转动孔为四个角均具有倒角的矩形。如图所示，该圆形的驻车凸轮5能够较好的与矩形的转动孔配合，保证了工作的平稳性。可以理解的是，上述驻车凸轮5还可以为椭圆形或其他形状，上述转动孔可以为圆形或者其他形状。

为了便于装配，驻车臂4的另一端与销轴转动配合。本实用新型使驻车臂4绕销轴转动，实现与驻车齿轮6的啮合与分离，结构简单。当然，本实用新型还可以在驻车臂4上设置有旋转凸起，使安装壳体上具有与该旋转凸起转动配合的安装孔。

为了进一步优化上述技术方案，电机驻车机构还包括用于检测驻车电机1转动角度的传感器和与传感器配合的磁铁2，磁铁2设置在连接轴7上。本实用新型利用磁体和传感器的配合检测出驻车电机1的转动角度，当转动角度与预设角度出现偏差时，能够及时地对结构进行调整。当然，本实用新型还可以不设置上述传感器和磁铁2，使驻车电机1自带检测转动角度功能，也可以利用程序直接控制驻车电机1的转动角度。

本实用新型实施例还提供了一种汽车变速器，包括电机驻车机构，该电机驻车机构为上述任一项实施例提供的电机驻车机构，减小了驻车机构的安装空间，优化驻车机构的整箱布局，同时降低了驻车机构的复杂性、从而减少了重量和制造成本，其优点是由电机驻车机构带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机驻车机构，包括驻车电机(1)，驻车齿轮(6)，驻车臂(4)，所述驻车臂(4)上具有能够与所述驻车齿轮(6)的轮齿啮合的限位齿；其特征在于，还包括：

与所述驻车电机(1)输出端同轴连接的连接轴(7)；

套设在所述连接轴(7)上的扭力件(8)，当所述限位齿无法直接与所述轮齿啮合时，所述连接轴(7)向驻车方向的转动能够驱动所述扭力件(8)扭紧以向所述驻车臂(4)施加使所述驻车齿轮(6)转动的扭转压力；

套设在所述扭力件(8)外侧的扭转筒(3)，所述扭力件(8)的一扭动端与所述连接轴(7)连接，另一扭动端与所述扭转筒(3)连接，所述连接轴(7)与所述扭转筒(3)中的一个上设置有限位凸台(9)，另一个上设置有与所述限位凸台(9)配合的周向槽(10)，所述限位凸台(9)能够在所述周向槽(10)内转动，且当所述连接轴(7)向非驻车方向转动时所述限位凸台(9)与所述周向槽(10)的限位面相抵；

设置在所述扭转筒(3)远离所述驻车电机(1)一端并与所述扭转筒(3)连接的驻车凸轮(5)，所述驻车臂(4)的一端设置有与所述驻车凸轮(5)配合的转动孔，所述驻车凸轮(5)通过转动能够驱动所述驻车臂(4)绕另一端转动以驱动所述限位齿与所述轮齿啮合或分离；

其中，当所述限位齿与所述轮齿啮合时，所述驻车臂(4)作用在所述驻车凸轮(5)上的力通过所述驻车凸轮(5)的回转中心；当所述限位齿与所述轮齿分离时，所述驻车臂(4)自身重力作用在所述驻车凸轮(5)上的力通过所述驻车凸轮(5)的回转中心。

2.根据权利要求1所述的电机驻车机构，其特征在于，所述扭力件(8)为卷簧，所述卷簧的内端与所述连接轴(7)连接，外端与所述扭转筒(3)连接。

3.根据权利要求1所述的电机驻车机构，其特征在于，所述连接轴(7)为花键轴，所述花键轴通过花键与所述驻车电机(1)的输出端连接。

4.根据权利要求3所述的电机驻车机构，其特征在于，所述限位凸台(9)设置在所述花键轴的端部，所述周向槽(10)设置在所述扭转筒(3)的端部。

5.根据权利要求4所述的电机驻车机构，其特征在于，所述限位凸台(9)和所述周向槽(10)均为两个，并一一对应设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电机驻车机构，其特征在于，所述驻车凸轮(5)为圆形，所述转动孔为四个角均具有倒角的矩形。

7.根据权利要求6所述的电机驻车机构，其特征在于，所述驻车臂(4)的另一端与销轴转动配合。

8.根据权利要求7所述的电机驻车机构，其特征在于，还包括用于检测所述驻车电机(1)转动角度的传感器和与所述传感器配合的磁铁(2)，所述磁铁(2)设置在所述连接轴(7)上。

9.一种汽车变速器，包括电机驻车机构，其特征在于，所述电机驻车机构为如权利要求1-8任一项所述的电机驻车机构。