CN210034382U - 一种模块化驻车机构及手动驻车机构和电动驻车机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模块化驻车机构及手动驻车机构和电动驻车机构，模块化驻车机构包括旋转推进机构和棘轮棘爪机构，旋转推进机构包括转轴、多功能导向板、扭转弹簧、推进凸轮；棘轮棘爪机构包括棘轮和棘爪，棘轮设在棘爪的下部；其中：多功能导向板安装在转轴上，推进凸轮安装在转轴上，扭转扭簧的一端固定在多功能导向板或转轴上，另一端固定在推进凸轮上，推进凸轮用于驱动棘爪动作。本实用新型具备结构紧凑、成本低廉、高效以及布置灵活等优点，因其基于模块化的设计思路，无需针对核心模块做更改的情况下，仅仅通过添加不同的零部件便可轻松实现手动驻车和电子驻车的需要。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车传动领域，具体为适用于传统自动变速箱以及电驱动系统减速箱的模块化驻车机构，基于相同核心模块化结构实现手动和电动驻车功能。
背景技术
驻车机构作为车辆传动系统重要的安全件之一，主要应用在离合器为常开状态的传统自动变速箱(CVT，AT，DCT)以及电驱动系统减速箱上，作为对手刹系统的补充，提高车辆驻车的可靠性和安全性。常见的驻车机构大致分为两大类：手动与自动，其中自动又可分为液压驱动与电机驱动。手动驻车系统，主要用于与早期传统变速箱，以及低端电动驱动系统；液压驻车机构，由于结构复杂、技术难度高、成本高，主要用于大功率场合；电动驻车机构由于其高可靠性、高效和容易控制等优点，在当前汽车电动化、智能化的趋势下，广泛应用于自动变速箱以及电驱动系统。
当前市场存在着众多驻车机构，都没有从模块化设计的角度考虑系统的扩展性和公用性，造成特定设计只能适用于特定场合(传统变速箱或电驱动系统)；在需要满足不同应用场合时往往要做较大的改动甚至重新设计。例如：公开号为CN201723694U的专利公开了一种用于汽车自动变速器电控液压驻车制动机构，缺点是其中液压制动阀和电磁阀在控制技术难度高、结构复杂、成本较高；公开号为 CN201777231U的专利公开了一种双离合器式制动变速器驻车制动机构，缺点是没有棘爪限位机构，导致在颠簸路况时棘爪摆动与驻车棘轮碰撞干涉，使可靠性降低；公开号为CN201820925177的专利公开了一种用于纵置自动变速箱的电子驻车机构，结构复杂、布置空间大、成本高，不利于在普通轿车上推广应用。
为此，本实用新型提出了一种模块化设计的驻车机构，实现了一种核心模块结构同时适用于实现手动和电动驻车系统，最大程度地实现了两种方案之间的零件共享；此外，核心基础模块结构简单、紧凑、效率高、成本低，非常适合在有限空间内实施灵活布置，尤其适用于传统自动变速箱与电驱动系统。
实用新型内容
为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：
一种模块化驻车机构，包括旋转推进机构和棘轮棘爪机构，其中，旋转推进机构包括转轴、多功能导向板、扭转弹簧、推进凸轮；棘轮棘爪机构包括棘轮和棘爪，棘轮设在棘爪的下方；多功能导向板安装在转轴上，推进凸轮安装在转轴上，扭转扭簧的一端固定在多功能导向板或转轴上，另一端固定在推进凸轮上，推进凸轮用于驱动棘爪动作。
所述的模块化驻车机构，其中：多功能导向板通过键槽与转轴固连；推进凸轮与扭转弹簧均可自由转动的套装在转轴上。
所述的模块化驻车机构，其中：多功能导向板设有导向槽，棘爪头部上端设有滚子销，滚子安装在滚子销上，滚子销一端插在导向槽中，棘爪头部下端设有棘爪凸齿，导向槽通过其与滚子销之间的接触作用对棘爪头部与棘轮的相对位置进行控制；当多功能导向板从非驻车位置向驻车位置转变的过程中，导向槽有足够的空间允许棘爪头部从推进凸轮的方向向棘轮运动，使得棘爪凸齿插入棘轮的齿槽中；当多功能导向板由驻车位置向非驻车位置转变的过程中，导向槽使得棘爪凸齿从棘轮的齿槽中抬起，并使其距离棘轮齿顶一定距离，以防棘爪与棘轮产生接触。
所述的模块化驻车机构，其中：多功能导向板设有导向槽，棘爪头部上端设有滚子销，滚子安装在滚子销上，滚子销一端插在导向槽中，导向槽包括第一槽和第二槽，第二槽的槽底高度高于第一槽的槽底高度，棘爪头部下端设有棘爪凸齿。
所述的模块化驻车机构，其中：多功能导向板设有折弯部分，用于在锁止推进凸轮时对推进凸轮进行限位，并在解除锁止时，推动推进凸轮向解除锁止方向转动。
所述的模块化驻车机构，其中：棘爪头部上端设有槽口，滚子通过穿过槽口两侧的安装孔的滚子销安装在槽口内，滚子可自由转动。
所述的模块化驻车机构，其中：滚子销的长度大于棘爪厚度，且滚子销的靠近多功能导向板一侧的突出部分插入在多功能导向板的导向槽中。
所述的模块化驻车机构，其中：所述棘轮设有多组依次排列的棘轮齿，每组棘轮齿包括多个棘轮齿，所述棘轮齿的齿宽依次变大，相邻的两个棘轮齿之间的齿槽宽度相同。
一种手动驻车机构，包括如上之一所述的模块化驻车机构，还包括定位球销、摇臂和固定螺母，其中转轴的一端插在摇臂的摇臂孔后被固定螺母锁紧，定位球销用于与多功能导向板上部的设有多个高低不同的齿的轮廓线相配合。
一种电动驻车机构，包括如上之一所述的模块化驻车机构，还包括驱动电机，所述驱动电机的输出端与主轴的一端连接。
附图说明
图1为模块化驻车机构示意图；
图2为模块化驻车机构第一方向轴测图；
图3为模块化驻车机构第二方向轴测图；
图4为手动驻车机构示意图；
图5为电动驻车机构示意图；
图6为模块化驻车机构分解结构图；
图7为棘轮结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-7对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
如图1-3、6所示，模块化驻车机构包括棘轮1、棘爪2、棘爪销10、转轴9、多功能导向板5、扭转弹簧4、推进凸轮3、垫圈8、滚子7以及滚子销6。
多功能导向板5上开有类扇形安装孔18和导向槽孔16，扇形安装孔18设置在槽孔16的上部，转轴9通过扇形安装孔18与多功能导向板5固连，使得多功能导向板5与转轴9之间无法产生相对转动；推进凸轮3、扭转弹簧4以及垫圈8都空套(即可自由转动的套装)在转轴9上，扭转弹簧4位于导向板5和推进凸轮3之间，扭转弹簧4的一端固定在多功能导向板5或转轴9 上的安装孔上，另一端固定在推进凸轮3上的卡槽上，转轴9的的远离多功能导向板5的一端与汽车变速箱壳体(图中未示出) 连接，垫圈设置在推进凸轮3与变速箱壳体之间，垫圈8用于限制推进凸轮3的轴向位移；多功能导向板5上部靠近推进凸轮3 的一侧设有折弯部分17，锁止状态作为推进凸轮3的限位装置，与推进凸轮3上的抵接面20抵接，解除锁止过程中，作为推动凸轮3的推动元件使用。
棘轮1设置在棘爪2下部，棘爪2头部下端设有棘爪凸齿，棘爪2头部上端设有槽口，用于安装滚子7，槽口两侧对置的耳 15设有安装孔，滚子7安装在两个耳15之间的槽口内，滚子销6 插入一个耳15的安装孔后穿过滚子7的滚子孔后插入另一个耳 15的安装孔，滚子7可绕滚子销自由旋转，推进凸轮3通过滚子 7与推进凸轮3的凸轮面相互接触以推动棘爪2向棘轮1靠近，棘爪2头部下端设有棘爪凸齿，棘爪2尾部设有安装孔，棘爪销10安装在棘爪孔中，棘爪销10两端由汽车的齿轮箱壳体提供支撑。滚子销6的长度大于棘爪2头部厚度，且滚子销6靠近多功能导向板5的一端突出的部分插入在多功能导向板5的导向槽16 中，所述导向槽16一端为与滚子销6直径接近的条型槽，另一端为尺寸远大于滚子销6直径的扩口槽，条型槽的槽底高度高于扩口槽的槽底高度，通过导向槽16与滚子销6之间接触作用对棘爪 2头部与棘轮1的相对位置进行控制；当多功能导向板5向处驻车位置运动时，导向槽16的扩口槽有足够的空间允许棘爪2头部在棘轮1与推进凸轮3之间运动；当多功能导向板5向非驻车位置运动时(解锁状态)，导向槽16的条型槽使得棘爪2凸齿距离棘轮1齿顶一定距离，以防棘爪2与棘轮1产生接触。如图7所示，本实用新型采用一种特殊结构的棘轮1，所述棘轮1设有多组依次排列的棘轮齿，每组棘轮齿包括多个棘轮齿，例如三个，如图7所示，每组棘轮齿中第一棘轮齿21的齿宽最短，与之相邻的第二棘轮齿22的齿宽比第一棘轮齿21的齿宽大，与第二棘轮齿22相邻的第三棘轮齿23的齿宽最大，相邻的两个棘轮齿之间的齿槽宽度相同，通过该结构，在棘爪2与棘轮1动态作用过程中，相对于均布齿槽的设计，其激励频率显著降低，进而能够有效避免共振的发生。
如图4所示，手动驻车机构除了包括上述的模块化驻车机构外，还包括定位球销11，摇臂12和固定螺母13，其中转轴9的一端插在摇臂12的摇臂孔后被固定螺母13锁紧，定位球销11用于与多功能导向板5上部的设有多个高度不同的齿轮廓线配合，以实现PRND换挡时的吸入感，提高操纵品质。
如图5所示，电动驻车机构除了包括上述的模块化驻车机构外，还包括驱动电机14，所述驱动电机14的输出端与主轴9的一端连接，无需定位球销11，驱动电机14带自锁功能的蜗轮蜗杆，从而能将转轴9固定在特定角度，实现对扭转弹簧4的预紧作用。
手动驻车机构或电动驻车机构在驻车动作时，转轴9在摇臂 12或驱动电机14的带动下向第一方向旋转一个特定角度，从而给扭转弹簧4一个角位移输入，扭转弹簧4施加给推进凸轮3一定作用力，推进凸轮3的凸轮面与滚子7接触，在推进凸轮3与滚子7的接触力作用下，棘爪2产生向下的加速运动，当棘轮1 以特定的转速转动时，棘爪2的凸齿便可以卡着棘轮1的齿槽，实现驻车功能，此时折弯板17与推进凸轮3上的抵接面20接触，对推进凸轮3进行限位。
解除驻车时，转轴9以及与其固连的多功能导向板5，在摇臂12 或电机14的带动下向以第一方向相反的第二方向转动；多功能导向板5的折弯板17与推进凸轮3上的抵接面20抵接，推动推进凸轮3 旋转，使得推进凸轮3的凸轮面与滚子7脱离接触，同时多功能导向板5的导向槽16引导滚子销6的一端从扩口部分逐渐进入窄口部分，带动滚子销6逐渐远离棘轮1，从而将棘爪2的凸齿拉出棘轮1的齿槽，使得棘轮1转动时不与棘爪2产生干涉，以解除驻车状态。
本实用新型具备结构紧凑、成本低廉、高效以及布置灵活等优点，因其基于模块化的设计思路，无需针对核心模块做更改的情况下，仅仅通过添加不同的零部件便可轻松实现手动驻车和电子驻车的需要。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种模块化驻车机构，包括旋转推进机构和棘轮棘爪机构，其中，旋转推进机构包括转轴、多功能导向板、扭转弹簧、推进凸轮；棘轮棘爪机构包括棘轮和棘爪，棘轮设在棘爪的下方；其特征在于：多功能导向板安装在转轴上，推进凸轮安装在转轴上，扭转扭簧的一端固定在多功能导向板或转轴上，另一端固定在推进凸轮上，推进凸轮用于驱动棘爪动作。
2.根据权利要求1所述的模块化驻车机构，其特征在于：多功能导向板通过键槽与转轴固连；推进凸轮与扭转弹簧均可自由转动的套装在转轴上。
3.根据权利要求2所述的模块化驻车机构，其特征在于：多功能导向板设有导向槽，棘爪头部上端设有滚子销，滚子安装在滚子销上，滚子销一端插在导向槽中，棘爪头部下端设有棘爪凸齿，导向槽通过其与滚子销之间的接触作用对棘爪头部与棘轮的相对位置进行控制；当多功能导向板从非驻车位置向驻车位置转变的过程中，导向槽有足够的空间允许棘爪头部从推进凸轮的方向向棘轮运动，使得棘爪凸齿插入棘轮的齿槽中；当多功能导向板由驻车位置向非驻车位置转变的过程中，导向槽使得棘爪凸齿从棘轮的齿槽中抬起，并使其距离棘轮齿顶一定距离，以防棘爪与棘轮产生接触。
4.根据权利要求2所述的模块化驻车机构，其特征在于：多功能导向板设有导向槽，棘爪头部上端设有滚子销，滚子安装在滚子销上，滚子销一端插在导向槽中，导向槽包括第一槽和第二槽，第二槽的槽底高度高于第一槽的槽底高度，棘爪头部下端设有棘爪凸齿。
5.根据权利要求2-4之一所述的模块化驻车机构，其特征在于：多功能导向板设有折弯部分，用于在锁止推进凸轮时对推进凸轮进行限位，并在解除锁止时，推动推进凸轮向解除锁止方向转动。
6.根据权利要求3或4所述的模块化驻车机构，其特征在于：棘爪头部上端设有槽口，滚子通过穿过槽口两侧的安装孔的滚子销安装在槽口内，滚子可自由转动。
7.根据权利要求6所述的模块化驻车机构，其特征在于：滚子销的长度大于棘爪厚度，且滚子销的靠近多功能导向板一侧的突出部分插入在多功能导向板的导向槽中。
8.根据权利要求1所述的模块化驻车机构，其特征在于：所述棘轮设有多组依次排列的棘轮齿，每组棘轮齿包括多个棘轮齿，所述棘轮齿的齿宽依次变大，相邻的两个棘轮齿之间的齿槽宽度相同。
9.一种手动驻车机构，包括权利要求1-8之一所述的模块化驻车机构，其特征在于：还包括定位球销、摇臂和固定螺母，其中转轴的一端插在摇臂的摇臂孔后被固定螺母锁紧，定位球销用于与多功能导向板上部的设有多个高低不同的齿的轮廓线相配合。
10.一种电动驻车机构，包括权利要求1-8之一所述的模块化驻车机构，其特征在于：还包括驱动电机，所述驱动电机的输出端与主轴的一端连接。
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