TWI598523B - 軸向駐車機構 - Google Patents

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TWI598523B
TWI598523B TW105133353A TW105133353A TWI598523B TW I598523 B TWI598523 B TW I598523B TW 105133353 A TW105133353 A TW 105133353A TW 105133353 A TW105133353 A TW 105133353A TW I598523 B TWI598523 B TW I598523B
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楊明憲
吳孟儒
曾瑞堂
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財團法人工業技術研究院
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Description

軸向駐車機構
本發明係關於一種軸向駐車機構，特別是一種具多個活動式止擋件的軸向駐車機構。
駐車機構的功能為鎖定車輛傳動軸轉動。駐車機構大致上分為軸向式與徑向式。徑向式駐車機構一般採用可旋轉的勾爪，勾爪之卡扣端可沿傳動軸之徑向相對靠近或遠離傳動齒輪，以卡合於傳動齒輪或脫離傳動齒輪。軸向式駐車機構一般是在滑動盤上設置多個固定式的止擋凸塊，當軸向式駐車機構沿傳動軸之軸向相對靠近傳動齒輪時，這些止擋凸塊會卡合於傳動齒輪之齒部與齒部的間隙，以讓傳動齒輪停止轉動。
然而，不輪是軸向式駐車機構與徑向式駐車機構皆容易產生半卡合狀態，使得傳動齒輪與駐車機構常產生非預期之撞擊而縮短駐車機構的使用壽命。所謂半卡合狀態即指，當軸向式駐車機構相對靠近傳動齒輪時，止擋凸塊未直接卡入傳動齒輪的齒與齒之間，而是先撞擊到傳動齒輪之齒部再卡入傳動齒輪。如此一來，將產生駐車機構會產生非預期之撞擊，以及傳動齒輪仍需繼續旋轉一些角度，才能讓止擋凸塊卡入傳動齒輪的齒與齒之間的問題。
本發明在於提供一種軸向駐車機構，藉以解決習知之駐車機構易有半卡合狀態而產生有非預期之撞擊問題。
本發明之一實施例所揭露之軸向駐車機構包含一傳動軸、一傳動齒輪及一駐車組件。傳動齒輪同軸地裝設於傳動軸，且傳動軸帶動傳動齒輪轉動。駐車組件包含一座體及至少一止擋凸部。座體同軸地裝設於傳動軸，並可沿傳動軸之軸向相對傳動軸滑動。止擋凸部包含多個止擋件及多個彈性件。這些止擋件為柱狀並可沿傳動軸之軸向滑動地裝設於座體。這些彈性件之其中一端分別連接於這些止擋件。這些彈性件之另一端連接於座體，以令這些止擋件常態凸出於座體之一表面。其中，駐車組件可於一釋放位置與一駐車位置間滑移。當駐車組件位於駐車位置時，駐車組件相對靠近傳動齒輪，且部分止擋件受傳動齒輪之部分抵壓而內縮，以令傳動齒輪之部分嵌設於止擋凸部。當駐車組件位於釋放位置時，駐車組件相對遠離傳動齒輪，且傳動齒輪脫離這些止擋件。
本發明之另一實施例所揭露之軸向駐車機構包含一傳動軸、一傳動齒輪及一駐車組件。傳動齒輪同軸地裝設於傳動軸，且傳動軸帶動傳動齒輪轉動。駐車組件包含一座體及至少一止擋凸部。座體同軸地裝設於傳動軸，並可沿傳動軸之軸向相對傳動軸滑動。止擋凸部包含至少一個止擋件及多個彈性件。這些止擋件為片狀，並可沿傳動軸之徑向滑動地裝設於座體。這些彈性件之其中一端分別連接於這些止擋件。這些彈性件之另一端連接於座體，以令這些止擋件常態凸出於座體之一表面。其中，駐車組件可於一釋放位置與一駐車位置間滑移。當駐車組件位於駐車位置時，駐車組件相對靠近傳動齒輪，且部分止擋件受傳動齒輪之部分抵壓而內縮，以令傳動齒輪之部分嵌設於止擋凸部。當駐車組件位於釋放位置時，駐車組件相對遠離傳動齒輪，且傳動齒輪脫離這些止擋件。
根據上述實施例之軸向駐車機構，透過駐車組件僅需沿著傳動齒輪的軸向移動而可在駐車位置與釋放位置間位移，進而可縮小駐車機構的體積與簡化駐車機構的操作複雜度。
此外，因駐車組件是藉由多個可活動式止擋件來和傳動齒輪搭配而非固定式止擋件，故當活動式止擋件受傳動齒輪之齒部抵壓時，這些活動式止擋件可變成匹配於傳動齒輪當下位置的止擋凸部。因此，傳動齒輪處於任一旋轉角度，傳動齒輪之齒部皆可和駐車組件緊密卡合而不會產生半卡合的問題。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖5。圖1為根據本發明第一實施例所述之軸向駐車機構的立體示意圖。圖2為圖1之分解示意圖。圖3為圖2之駐車組件的分解示意圖。圖4為圖1之駐車組件位於釋放位置的剖面示意圖。圖5為圖4之局部放大示意圖。
本實施例之軸向駐車機構10包含一傳動軸100、一傳動齒輪200及一駐車組件300。
傳動齒輪200同軸地裝設於傳動軸100，且傳動軸100帶動傳動齒輪200轉動。
駐車組件300包含一座體310及多個止擋凸部320。座體310可沿傳動軸100之軸向相對滑動。舉例來說，座體310包含一底座310a及一上蓋310b，這些止擋凸部320裝設於底座310a。底座310a係透過一固定座20而可沿傳動軸100之軸向相對滑動。詳細來說，固定座20具有一容置空間21及二第一導引結構22。二第一導引結構22例如為滑槽，並分別位於容置空間21的相對兩側。底座310a的相對兩側分別具有一第二導引結構310a1。二第二導引結構310a1例如為滑塊，並分別可滑動地設於二第一導引結構22，以使底座310a可沿傳動軸100之軸向相對滑動。因底座310a可相對固定座20滑動，故駐車組件300可於一釋放位置(如圖4所示)與一駐車位置(請暫參閱圖5)間滑移。
這些止擋凸部320各包含一止擋件321及一彈性件322。這些止擋件321為片狀，並可沿傳動軸100之徑向滑動地裝設於座體310。每一彈性件322包含相連的一第一彈臂段322a及一第二彈臂段322b。這些彈性件322之這些第二彈臂段322b抵靠於這些止擋件321，以及這些第一彈臂段322a抵靠於座體310之上蓋310b，以令止擋件321常態凸出於底座310a之一表面310a2。
值得注意的是，在本實施例中，止擋件321為片狀，且止擋件321的厚度例如介於2毫米至7毫米之間。但並不以此為限，在其他實施例中，止擋件也可以為圓柱狀或方柱狀。
在本實施例中，底座310a之表面310a2的法線方向平行於傳動軸100之徑向。傳動齒輪200具有多個齒部210。每一齒部210具有一頂面211、一第一側面212及二第二側面213。頂面211面向底座310a之表面310a2。第一側面212連接於頂面211靠近止擋件321之一側。二第二側面213分別面向相鄰之二齒部210。止擋件321具有相連的一受壓斜面321a及一止擋側面321b。
此外，本實施例之駐車組件300的數量為一組，但並不以此為限，在其他實施例中，駐車組件300的數量也可以為多組。
請參閱圖4至圖7。圖6為圖1之駐車組件位於駐車位置的剖面示意圖。圖7為圖6之局部放大示意圖。如圖4與圖5所示，當駐車組件300位於釋放位置時，駐車組件300與傳動齒輪200脫離，使得傳動齒輪200之齒部210未受止擋凸部320止擋而令傳動軸100能帶動傳動齒輪200轉動。如圖6與圖7所示，當駐車組件300沿箭頭a所指示的方向相對靠近傳動齒輪200並位於駐車位置時，部分止擋件321之受壓斜面321a受部分齒部210之第一側面212抵壓而令受壓之止擋件321向內縮(如箭頭b所指示的方向)。如此一來，傳動齒輪200之部分齒部210會嵌設於止擋凸部320。亦即，部分之止擋側面321b抵靠部分齒部210之第二側面213，而讓傳動齒輪200停止轉動。
接著，以停車與開車兩種狀況來進一步說明。第一個為停車的狀況。當車輛停止且駕駛將檔速切換至P檔時，駐車組件300會沿傳動軸100之軸向A(如箭頭a所指示的方向)移動，並與傳動齒輪200接合。受傳動齒輪200之齒部210推抵的止擋件321會相對縮入底座310a，且未相對縮入的止擋件321會止擋於傳動齒輪200之齒部210與齒部210間之間隙，進而讓傳動齒輪200停止轉動。最後將駐車組件300固定於駐車位置。
第二個為開車的狀況。當車輛要移動且駕駛將檔速退出P檔時，駐車組件300沿軸向A的相反方向(如箭頭a所指示的相反方向)退回釋放位置，以令止擋件321與傳動齒輪200脫離，進而讓傳動軸100得以帶動傳動齒輪200轉動。最後將駐車組件300固定於釋放位置。
從上述作動可知，第一實施例之軸向駐車機構10除了作動簡單(僅需沿著傳動齒輪200的軸向A移動)外，更藉由可軸向位移的多個止擋件321，使得本實施例之軸向駐車機構10不會產生半卡合的問題。
此外，駐車組件300與傳動齒輪200間卡合間隙小，並且傳動齒輪200的正轉逆轉都可以良好的卡合。
接著，進行應力分析。假設將重2596公斤之車子置於30度坡度的斜坡上，且將軸向駐車機構10設置於傳動箱第二軸時，止擋件321所受扭力為843.6Nm，並分析軸向駐車機構最弱的受力狀態，止擋件使用材料降伏強度為750MPa。分析結果為止擋件321受的應力大約為500MPa。止擋件321位移量皆低於0.0833mm以下。止擋件321下端與傳動齒輪200接觸區塊表面應力約為926MPa上下，極值為1588MPa。依前所述，在本實施例的設計中，止擋件321可以承受846.3Nm的扭力輸入，部分區塊的應力狀態約為500MPa低於750降伏強度，且位移量接小於0.0833mm。
請參閱圖8至圖11。圖8為根據本發明第二實施例所述之軸向駐車機構的立體示意圖。圖9為圖8之分解示意圖。圖10為圖9之駐車組件的分解示意圖。圖11為圖8之駐車組件位於釋放位置的立體剖面圖。
本實施例之軸向駐車機構10’包含一傳動軸100、一傳動齒輪200及一駐車組件300’。
傳動齒輪200同軸地裝設於傳動軸100，且傳動軸100帶動傳動齒輪200轉動。
駐車組件300’包含一座體310及多個止擋凸部320’。座體310同軸地裝設於傳動軸100，並可沿傳動軸100之軸向相對傳動軸100滑動。舉例來說，座體310係透過一固定座20而可沿傳動軸100之軸向相對傳動軸100滑動。詳細來說，固定座20具有容置空間21及二第一導引結構22。二第一導引結構22例如為滑槽，並分別位於容置空間21的相對兩側。座體310的相對兩側分別具有一第二導引結構311。二第二導引結構311例如為滑塊，並分別可滑動地設於二第一導引結構22，以使座體310可沿傳動軸100之軸向相對滑動。因座體310可相對固定座20滑動，故駐車組件300可於一釋放位置(如圖11所示)與一駐車位置(請暫參閱圖12)間滑移。
這些止擋凸部320’各包含一止擋件321’及一彈性件322’。這些止擋件321’為柱狀，並可沿傳動軸100之軸向滑動地裝設於座體310。詳細來說，每一止擋件321’包含一組裝桿3211’及一止擋桿3212’。這些組裝桿3211’分別穿設這些座體310，這些止擋桿3212’分別連接於這些組裝桿3211’靠近傳動齒輪200之一端。此外，其中止擋桿3212’之直徑大於組裝桿3211’的直徑，其中該止擋桿3212’之直徑例如介於3毫米至5毫米之間。
每一彈性件322’例如為壓縮彈簧。彈性件322’夾設於止擋桿3212’與座體310之間，以令止擋件321’常態凸出於座體310之一表面3101。
傳動齒輪200具有多個齒部210。每一齒部210具有一第一側面212及二第二側面213。第一側面212面向止擋件321’。二第二側面213分別面向相鄰之二齒部210。
在本實施例中，軸向駐車機構10’更包含一傳動撥桿400。傳動撥桿400之一端用以連接於一驅動源(未繪示)，傳動撥桿400之另一端裝設於座體310，以帶動駐車組件300於釋放位置與駐車位置間滑移。
請參閱圖11至圖12。圖12為圖8之駐車組件位於駐車位置的立體剖面圖。
如圖11所示，當駐車組件300’位於釋放位置時，駐車組件300’與傳動齒輪200脫離，使得傳動齒輪200之齒部210未受止擋凸部320’止擋而令傳動軸100能帶動傳動齒輪200轉動。如圖12所示，當駐車組件300’沿箭頭c所指示的方向相對靠近傳動齒輪200並位於駐車位置時，部分止擋件321’受部分齒部210之第一側面212抵壓而令受壓之止擋件321’向內縮(如箭頭d所指示的方向)。如此一來，傳動齒輪200之部分齒部210會嵌設於止擋凸部320’。亦即，未受抵壓之止擋件321’抵靠部分齒部210之第二側面213，而讓傳動齒輪200停止轉動。
根據上述實施例之軸向駐車機構，透過駐車組件僅需沿著傳動齒輪的軸向移動而可在駐車位置與釋放位置間位移，進而可縮小駐車機構的體積與簡化駐車機構的操作複雜度。
此外，因駐車組件是藉由多個可活動式止擋件來和傳動齒輪搭配而非固定式止擋件，故當活動式止擋件受傳動齒輪之齒部抵壓時，這些活動式止擋件可變成匹配於傳動齒輪當下位置的止擋凸部。因此，傳動齒輪處於任一旋轉角度，傳動齒輪之齒部皆可和駐車組件緊密卡合而不會產生半卡合的問題。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧軸向駐車機構
10’‧‧‧軸向駐車機構
20‧‧‧固定座
21‧‧‧容置空間
22‧‧‧第一導引結構
100‧‧‧傳動軸
200‧‧‧傳動齒輪
210‧‧‧齒部
211‧‧‧頂面
212‧‧‧第一側面
213‧‧‧第二側面
300、300’‧‧‧駐車組件
310‧‧‧座體
310a‧‧‧底座
310a1、311‧‧‧第二導引結構
310a2、3101‧‧‧表面
310b‧‧‧上蓋
320、320’‧‧‧止擋凸部
321、321’‧‧‧止擋件
321a‧‧‧受壓斜面
321b‧‧‧止擋側面
322、322’‧‧‧彈性件
322a‧‧‧第一彈臂段
322b‧‧‧第二彈臂段
a~d‧‧‧方向
A‧‧‧軸向
R‧‧‧徑向
圖1為根據本發明第一實施例所述之軸向駐車機構的立體示意圖。 圖2為圖1之分解示意圖。 圖3為圖2之駐車組件的分解示意圖。 圖4為圖1之駐車組件位於釋放位置的剖面示意圖。 圖5為圖4之局部放大示意圖。 圖6為圖1之駐車組件位於駐車位置的剖面示意圖。 圖7為圖6之局部放大示意圖。 圖8為根據本發明第二實施例所述之軸向駐車機構的立體示意圖。 圖9為圖8之分解示意圖。 圖10為圖9之駐車組件的分解示意圖。 圖11為圖8之駐車組件位於釋放位置的立體剖面圖。 圖12為圖8之駐車組件位於駐車位置的立體剖面圖。
20‧‧‧固定座
22‧‧‧第一導引結構
100‧‧‧傳動軸
200‧‧‧傳動齒輪
210‧‧‧齒部
211‧‧‧頂面
212‧‧‧第一側面
310‧‧‧座體
310a‧‧‧底座
310a2‧‧‧表面
310b‧‧‧上蓋
321‧‧‧止擋件
321a‧‧‧受壓斜面
322a‧‧‧第一彈臂段
322b‧‧‧第二彈臂段
a~d‧‧‧方向
A‧‧‧軸向
R‧‧‧徑向

Claims (20)

  1. 一種軸向駐車機構，包含： 一傳動軸；一傳動齒輪，同軸地裝設於該傳動軸，且該傳動軸帶動該傳動齒輪轉動；以及一駐車組件，包含：一座體，同軸地裝設於該傳動軸，並可沿該傳動軸之軸向相對該傳動軸滑動；以及至少一止擋凸部，包含多個止擋件及多個彈性件，該些止擋件為柱狀並可沿該傳動軸之軸向滑動地裝設於該座體，該些彈性件之其中一端分別連接於該些止擋件，該些彈性件之另一端連接於該座體，以令該些止擋件常態凸出於該座體之一表面；其中，該駐車組件相對靠近該傳動齒輪，且部分該些止擋件受該傳動齒輪之部分抵壓而內縮，以令該傳動齒輪之部分嵌設於該止擋凸部，當該駐車組件相對遠離該傳動齒輪，且該傳動齒輪脫離該止擋凸部。
  2. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中該座體之該表面的法線方向平行於該傳動軸之軸向，該傳動齒輪具有多個齒部，每一該齒部具有一第一側面及二第二側面，該第一側面面向該座體之該表面，該二第二側面分別面向相鄰之該二齒部，該止擋件具有相連的一受壓斜面及一止擋側面，該受壓斜面背向該表面，當該駐車組件位於一釋放位置時，該受壓斜面面向該傳動齒輪，該止擋側面面向相鄰之該些止擋件，當該駐車組件相對靠近該傳動齒輪並位於一駐車位置時，部分之該止擋側面抵靠部分該齒部之該第二側面。
  3. 如請求項2所述之軸向駐車機構，更包含一傳動撥桿，該傳動撥桿之一端用以連接於一驅動源，該傳動撥桿之另一端裝設於該座體，以帶動該駐車組件於該釋放位置與該駐車位置間滑移。
  4. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中該些彈性件為壓縮彈簧，並夾設於該止擋件與該座體之間。
  5. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中該軸向駐車機構適於裝設於一固定座，該固定座具有至少一個第一導引結構，該座體具有至少一個第二導引結構，該第一導引結構與該第二導引結構為相匹配的凹凸結構，該第二導引結構可滑移地設於該第一導引結構。
  6. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中該座體包含一底座及至少一上蓋，該至少一上蓋可分離地裝設於該底座，且該至少一止擋凸部裝設於該底座。
  7. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中每一該止擋件包含一組裝桿及一止擋桿，該些組裝桿分別穿設該些座體，該些止擋桿分別裝設於該些組裝桿靠近該傳動齒輪之一端。
  8. 如請求項7所述之軸向駐車機構，其中該止擋桿之直徑大於該組裝桿的直徑，該彈性件夾設於該止擋桿與該座體之間。
  9. 如請求項8所述之軸向駐車機構，其中該止擋桿之直徑介於3毫米至5毫米之間。
  10. 如請求項1所述之軸向駐車機構，其中該至少一止擋凸部的數量為多個。
  11. 一種軸向駐車機構，包含： 一傳動軸；一傳動齒輪，同軸地裝設於該傳動軸，且該傳動軸帶動該傳動齒輪轉動；以及一駐車組件，包含：一座體，同軸地裝設於該傳動軸，並可沿該傳動軸之軸向相對該傳動軸滑動；以及至少一止擋凸部，包含至少一個止擋件及多個彈性件，該些止擋件為片狀，並可沿該傳動軸之徑向滑動地裝設於該座體，該些彈性件之其中一端分別連接於該些止擋件，該些彈性件之另一端連接於該座體，以令該些止擋件常態凸出於該座體之一表面；其中，該駐車組件相對靠近該傳動齒輪，且部分該些止擋件受該傳動齒輪之部分抵壓而內縮，以令該傳動齒輪之部分嵌設於該止擋凸部，當該駐車組件相對遠離該傳動齒輪，且該傳動齒輪脫離該止擋凸部。
  12. 如請求項11所述之軸向駐車機構，其中該座體之該表面的法線方向平行於該傳動軸之徑向，該傳動齒輪具有多個齒部，每一該齒部具有一頂面、一第一側面及二第二側面，該頂面面向該座體之該表面，該第一側面連接於該頂面靠近該止擋件之一側，該二第二側面分別面向相鄰之該二齒部，該止擋件具有一止擋側面，當該駐車組件位於該釋放位置時，該止擋側面面向相鄰之該些止擋件，當該駐車組件相對靠近該傳動齒輪並位於該駐車位置時，部分之該止擋側面抵靠部分該齒部之該第二側面。
  13. 如請求項12所述之軸向駐車機構，更包含一傳動撥桿，該傳動撥桿之一端用以連接於一驅動源，該傳動撥桿之另一端裝設於該座體，以帶動該駐車組件於該釋放位置與該駐車位置間滑移。
  14. 如請求項12所述之軸向駐車機構，其中該座體包含一底座及至少一上蓋，該至少一上蓋可分離地裝設於該底座，且該至少一止擋凸部裝設於該底座。
  15. 如請求項14所述之軸向駐車機構，其中每一該止擋件具有一受壓斜面，該受壓斜面連接於止擋側面，當該駐車組件位於該釋放位置時，該受壓斜面面向鄰近的該齒部之該第一側面。
  16. 如請求項14所述之軸向駐車機構，其中該止擋件靠近該上蓋之一側的寬度大於遠離該上蓋之一側的寬度。
  17. 如請求項11所述之軸向駐車機構，其中每一該彈性件包含相連的一第一彈臂段及一第二彈臂段，該些彈性件之該些第二彈臂段抵靠於該些止擋件，以及該些第一彈臂段抵靠於該座體。
  18. 如請求項11所述之軸向駐車機構，其中該軸向駐車機構適於裝設於一固定座，該固定座具有至少一個第一導引結構，該座體具有至少一個第二導引結構，該第一導引結構與該第二導引結構為相匹配的凹凸結構，該第二導引結構可滑移地設於該第一導引結構。
  19. 如請求項11所述之軸向駐車機構，其中該至少一止擋凸部的數量為多個。
  20. 如請求項11所述之軸向駐車機構，其中該止擋件的厚度介於2毫米至7毫米之間。
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