CN103410957B - 换挡摇臂装置及具有该换挡摇臂装置的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆及其换挡摇臂装置。该换挡摇臂装置，包括：安装支座；选换挡摇臂轴，选换挡摇臂轴可上下移动地设在安装支座上；换挡摇臂，换挡摇臂固定在选换挡摇臂轴上，换挡摇臂上固定有换挡摇臂销；固定支架，固定支架固定在安装支座上；选挡支架，选挡支架上固定有选挡滑块，选挡滑块相对选换挡摇臂轴可滑动，选挡支架上设置有选挡摇臂销；选挡定位球，选挡定位球设在选挡支架上，选挡支架以选挡定位球为支点相对固定支架可转动以使选挡滑块驱动选换挡摇臂轴向上或向下移动。本发明的换挡摇臂装置的构造简单、摩擦面积小、寿命长，可以有效减少选挡时的操纵力。

Description

换挡摇臂装置及具有该换挡摇臂装置的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种用于手动变速器的换挡摇臂装置及具有该换挡摇臂装置的车辆。

背景技术

在手动变速器中，一般需要设置换挡手球、换挡摇臂装置、拨叉轴结构等来实现挡位的手动切换，换挡手球设在驾驶舱内且邻近驾驶员，换挡摇臂装置用于实现选挡和换挡，驾驶员通过操作换挡手球从而控制换挡摇臂装置动作，换挡摇臂装置动作进而可带动拨叉轴动作，从而完成换挡。因此，换挡摇臂装置是连接换挡手球与拨叉轴结构的重要部件。

传统换挡摇臂装置结构复杂，且换挡过程中摩擦接触面积大，造成零部件磨损严重，长期频繁换挡容易导致换挡摇臂装置损坏，增加使用维护成本。而且，传统换挡摇臂装置在选挡过程中需要施加较大的力，容易造成驾驶员疲劳，存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于手动变速器的换挡摇臂装置，该换挡摇臂装置的构造简单、摩擦面积小、寿命长，且可有效降低选挡的操纵力。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述的用于手动变速器的换挡摇臂装置。

根据本发明的用于手动变速器的换挡摇臂装置，包括：安装支座；选换挡摇臂轴，所述选换挡摇臂轴设在所述安装支座上且所述选换挡摇臂轴相对所述安装支座可上下移动；换挡摇臂，所述换挡摇臂固定在所述选换挡摇臂轴上且所述换挡摇臂绕所述选换挡摇臂轴的轴线可转动，所述换挡摇臂上固定有换挡摇臂销；固定支架，所述固定支架固定在所述安装支座上；选挡支架，所述选挡支架上固定有选挡滑块，所述选挡滑块在所述选换挡摇臂轴的周向上相对所述选换挡摇臂轴可滑动，所述选挡支架上设置有选挡摇臂销；选挡定位球，所述选挡定位球设在所述选挡支架上，其中所述选挡支架以所述选挡定位球为支点相对所述固定支架可转动，以使所述选挡滑块驱动所述选换挡摇臂轴向上或向下移动。

根据本发明实施例的换挡摇臂装置结构简单，操作方便，特别是对于选挡支架的设计，在选挡过程中以选挡定位球为支点转动，可以大大减小接触摩擦，从而使选挡过程更加顺畅、省力，有效降低了驾驶员选挡时对换挡手球施加的操纵力，从而提高整车驾驶操控的舒适性。

另外，根据本发明的用于手动变速器的换挡摇臂装置，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述换挡摇臂装置还包括：定位球安装部，所述定位球安装部固定在所述选挡支架上，所述选挡定位球安装在所述定位球安装部内。

这样，方便将选挡定位球间接地固定在选挡支架上。

根据本发明的一些实施例，所述换挡摇臂装置还包括：固体润滑脂，所述固体润滑脂设在所述定位球安装部内且与所述选挡定位球紧贴。

这样，在选挡支架转动时，固体润滑脂可以润滑选挡定位球，从而进一步降低选挡支架转动时的阻力，降低驾驶员操作换挡手球换挡的操纵力，改善换挡过程，降低驾驶员的疲劳度。

根据本发明的一些实施例，所述定位球安装部构造为筒状结构，所述定位球安装部的一侧敞开以形成开口，所述定位球的一部分从所述开口向外伸出以紧贴在所述固定支架上，所述固体润滑脂夹设在所述选挡定位球与所述定位球安装部的底壁之间。

根据本发明的一些实施例，所述开口为圆形开口，所述开口的直径小于所述选挡定位球的直径以防止所述选挡定位球整体从所述开口移出所述定位球安装部。

这样，选挡定位球不会从定位球安装部内移出，提高了换挡的可靠性。

根据本发明的一些实施例，所述固体润滑脂上形成有内凹的球形表面以适于与所述选挡定位球紧密贴合。

根据本发明的一些实施例，所述固定支架上形成有球面凹槽，所述选挡定位球配合在所述球面凹槽内且所述选挡定位球与球面凹槽紧贴。

这样选挡定位球滚动时所受阻力较小，可以改善换挡阻力，且球面凹槽还能实现对选挡定位球的定位。

根据本发明的一些实施例，所述选挡支架为“L”形且包括第一板和第二板，所述选挡摇臂销固定在所述第一板的自由端，所述选挡滑块固定在所述第二板的自由端，所述定位球安装部固定在所述第一板与所述第二板的交界处。

根据本发明的一些实施例，所述选换挡摇臂轴的外周面上形成有环形卡槽，所述选挡滑块配合在所述环形卡槽内以适于驱动所述选换挡摇臂轴向上或向下移动。

根据本发明的车辆，包括自动变速器，该自动变速器包括上述的换挡摇臂装置。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的换挡摇臂装置的主视图；

图2是根据本发明一个实施例的换挡摇臂装置的左视图；

图3是沿图1中A-A的剖视图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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发明和简化描述，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发明的限制。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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；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。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照图1-图3详细描述根据本发明实施例的换挡摇臂装置100，适用于手动变速器中。

根据本发明一个实施例的换挡摇臂装置100包括安装支座1、选换挡摇臂轴2、换挡摇臂3、固定支架4、选挡支架5和选挡定位球6。

安装支座1可以根据实际装配要求固定在手动变速器的壳体上或壳体内。选换挡摇臂轴2设在安装支座1上，选换挡摇臂轴2相对安装支座1可上下移动，简言之，选换挡摇臂轴2可上下移动地设在安装支座1上。

换挡摇臂3固定在选换挡摇臂轴2上，例如，换挡摇臂3的一端可以固定在选换挡摇臂轴2的顶部，换挡摇臂3与选换挡摇臂轴2可以焊接成一体，当然也可以通过多个螺栓紧固。换挡摇臂3绕选换挡摇臂轴2的轴线可转动，换挡摇臂3上固定有换挡摇臂销31，换挡摇臂销31随换挡摇臂3绕选换挡摇臂轴2的轴线转动。

例如，在选换挡摇臂轴2处于不同高度时，顺时针转动换挡摇臂销31可以挂入奇数挡位，对应地，逆时针转动换挡摇臂销31则可挂入偶数挡或倒挡。但是，应当理解的是，上述说明只是示意性的，不能理解为是对本发明的一种限制。对于本领域的普通技术人员而言，显然可以根据实际需要，在顺时针转动换挡摇臂销31时，相应挂入偶数挡或倒挡，而在逆时针转动换挡摇臂销31时则可挂入奇数挡。

换挡摇臂销31可以焊接在换挡摇臂3上。换挡摇臂销31的自由端适于与手动变速器的换挡手球的拉线固定，对于这部分可采用与现有技术完全相同或相近的设置方式，这里不再详细说明。

如图1和图2所示，固定支架4固定在安装支座1上，例如固定支架4可通过至少两个螺栓紧固在安装支座1的上表面上。固定支架4向上延伸且邻近选换挡摇臂轴2，固定支架4优选正交于安装支座1。

如图1-图3所示，选挡支架5上固定有选挡滑块53，选挡滑块53在选换挡摇臂轴2的周向上相对选换挡摇臂轴2可滑动，换言之，选挡滑块53可在选换挡摇臂轴2的外周面上沿周向相对选换挡摇臂轴2滑动。选挡支架5上设置有选挡摇臂销54，选挡摇臂销54可以焊接固定在选挡支架5上，选挡摇臂销54适于与手动变速器的换挡手球的拉线固定，对于这部分可采用与现有技术完全相同或相近的设置方式，这里不再详细说明。

如图1和图3所示，选挡定位球6设在选挡支架5上，其中选挡支架5以选挡定位球6为支点相对固定支架4可转动，以使选挡滑块53驱动选换挡摇臂轴2向上或向下移动预定行程。

具体地，参照图1所示，向图1纸面外的方向拉动选挡摇臂销54，则选挡支架5以选挡定位球6为支点沿顺时针方向转动（从图1所示的方向看），从而选挡滑块53随动以驱动选换挡摇臂轴2向上运动，向图1纸面内的方向拉动选挡摇臂销54，则选挡支架5以选挡定位球6为支点沿逆时针方向转动（从图1所示的方向看），从而选挡滑块53随动以驱动选换挡摇臂轴2向下运动。

由于驾驶员操作换挡手球的行程是一定的，因此选挡滑块53驱动选换挡摇臂轴2向上或向下的行程也是一定的。例如以手动变速器具有五个前进挡和一个倒挡为例，一二挡对应为一组，三四挡对应为一组，五倒挡对应为一组。

选换挡摇臂轴2的初始位置可对应三四挡之间的空挡位置，在驾驶员切换三四挡时只需操作换挡手球以使换挡摇臂销31顺时针转动或逆时针转动即可实现挂入三挡或四挡。

在驾驶员切换一二挡时，若此时选换挡摇臂轴2位于初始位置，则驾驶员首先操作换挡手球以使选挡支架5和选挡滑块53向上驱动选换挡摇臂轴2移动至预设行程位置，从而使选换挡摇臂轴2对应一二挡，驾驶员继续操作换挡手球以使换挡摇臂销31顺时针转动或逆时针转动即可实现挂入一挡或二挡。

同理，在驾驶员切换五挡或倒挡时，若此时选换挡摇臂轴2位于初始位置，则驾驶员首先操作换挡手球以使选挡支架5和选挡滑块53向下驱动选换挡摇臂轴2移动至预设行程位置，从而使选换挡摇臂轴2对应五挡和倒挡，驾驶员继续操作换挡手球以使换挡摇臂销31顺时针转动或逆时针转动即可实现挂入五挡或倒挡。

简言之，在实现不同挡位的切换时，首先应当选挡，然后再挂入所需挡位，选挡过程是通过顺时针或逆时针拉动选挡摇臂销54来实现的（拉动选挡摇臂销54转动已是现有技术），具体挂挡是通过顺时针或逆时针拉动换挡摇臂销31来实现的（拉动换挡摇臂销31以驱动相应拨叉轴动作已是现有技术）。

由此，根据本发明实施例的换挡摇臂装置100结构简单，操作方便，特别是对于选挡支架5的设计，在选挡过程中以选挡定位球6为支点转动，可以大大减小接触摩擦，从而使选挡过程更加顺畅、省力，有效降低了驾驶员选挡时对换挡手球施加的操纵力，从而提高整车驾驶操控的舒适性。

如图1和图3所示，根据本发明实施例的换挡摇臂装置100还包括定位球安装部71，定位球安装部71固定在选挡支架5上，选挡定位球6安装在定位球安装部71内。这样，方便将选挡定位球6间接地固定在选挡支架5上。

进一步，在该实施例中，如图3所示，换挡摇臂装置100还包括固体润滑脂72，固体润滑脂72设在定位球安装部71内且与选挡定位球6紧贴。这样，在选挡支架5转动时，固体润滑脂72可以润滑选挡定位球6，从而进一步降低选挡支架5转动时的阻力，降低驾驶员操作换挡手球换挡的操纵力，改善换挡过程，降低驾驶员的疲劳度。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，定位球安装部71可以构造为筒状结构，定位球安装部71的一侧（例如，图3中的右侧）敞开以形成开口，选挡定位球6位于定位球安装部71内且选挡定位球6的一部分从该开口伸出定位球安装部71外以紧贴在固定支架4上，固体润滑脂72夹设在选挡定位球6与定位球安装部71的底壁（图3中的左侧壁）之间。

由此，固体润滑脂72可以更好地润滑选挡定位球6，降低选挡过程驾驶员施加的操纵力。

优选地，开口为圆形开口，开口的直径小于选挡定位球6的直径以防止选挡定位球6整体从开口移出定位球安装部71。这样，选挡定位球6不会从定位球安装部71内移出，提高了换挡的可靠性。

应当理解，在该实施例中，由于开口的尺寸较小，因此定位球安装部71可为分体式结构，例如定位球安装部71由两部分构成，该两部分可通过螺钉紧固或者卡扣结构紧固，当然也可先将固体润滑脂72和选挡定位球6预安装在其中一部分内，然后再将两部分焊接固定。

当然，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，开口还可以是其它形状的开口，只要开口的径向尺寸较选挡定位球6的径向尺寸小，选挡定位球6无法整体通过开口即可。

优选地，为了更好地润滑选挡定位球6，降低换挡过程的操纵力。固体润滑脂72上形成有内凹的球形表面，该球形表面适于与选挡定位球6紧密贴合，从而更好地润滑选挡定位球6。

参照图3所示，固定支架4上形成有球面凹槽41，选挡定位球6伸出定位球安装部71的部分配合在该球面凹槽41内且选挡定位球6与球面凹槽41紧贴。换言之，球面凹槽41具有球面形曲面，该球面形曲面为内凹式从而可与选挡定位球6紧密贴合，这样选挡定位球6滚动时所受阻力较小，可以改善换挡阻力，且球面凹槽41还能实现对选挡定位球6的定位。

根据本发明的一个实施例，选挡支架5为“L”形，且包括第一板51和第二板52。这里，“L”形应当作广义理解，例如第一板51和第二板52的长度不同且彼此正交设置，从而构成“L”形，当然第一板51与第二板52也可大致垂直，或者第一板51和/或第二板52并非平直的直板，由此构成大致“L”形。

其中，如图1所示，选挡摇臂销54固定在第一板51的自由端，选挡滑块53固定在第二板52的自由端，定位球安装部71固定在第一板51与第二板52的交界处。例如，定位球安装部71贯穿第一板51与第二板52的交界处，定位球安装部71与第一板51和第二板52的交界处可焊接成一体。

参照图1和图2所示，选换挡摇臂轴2的外周面上形成有环形卡槽21，选挡滑块53配合在环形卡槽21内以适于驱动选换挡摇臂轴2向上或向下移动。具体地，选挡滑块53在选换挡摇臂轴2的轴向上的尺寸与环形卡槽21的槽宽优选大致相等，这样选挡滑块53刚好卡在该环形卡槽21内，从而选挡滑块53随选挡支架5转动时可驱动选换挡摇臂轴2向上或向下移动。

下面参考图1-图3简单描述根据本发明一个优选实施例的换挡摇臂装置100的换挡原理。

根据本发明实施例的换挡摇臂装置100的换挡过程包括选挡和挂挡两步，挂挡位于选挡之后。

选挡是通过选换挡摇臂轴2的轴向移动来实现的，选换挡摇臂轴2的轴向移动是由选挡滑块53以及选挡支架5和选挡摇臂销54等部件来驱动的，例如驾驶员可通过操作换挡手球，从而驱动选挡摇臂销54带动选挡支架5以及选挡滑块53以选挡定位球6为支点在竖直面内顺时针转动或逆时针转动一定角度，由此选挡滑块53会向上或向下运动一定行程，从而通过选挡滑块53与环形卡槽21的卡合作用实现驱动选换挡摇臂轴2的上下移动，选换挡摇臂轴2初始位置可以对应三四挡，向上移动预设行程后可对应一二挡，向下移动预定行程后可对应五倒挡。

在选挡到位后，驾驶员通过操作换挡手球可以实现换挡摇臂销31以及换挡摇臂3的顺时针转动或逆时针转动，换挡摇臂销31转动可实现驱动相应拨叉轴动作，从而完成换挡。

整体而言，根据本发明一个优选实施例的换挡摇臂装置100结构简单，解决传统手动变速器换挡手球处选挡操纵力较大的问题，从而提高了整车驾驶操纵舒适性。同时在选挡过程中还减小了接触摩擦面积，同时增加了固体润滑脂72用于降低摩擦系数，进一步降低了选挡力。

下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明一个实施例的车辆可以包括手动变速器，该手动变速器包括上述实施例中描述的换挡摇臂装置100。

由此，根据本发明实施例的车辆可有效改善驾驶员换挡过程的操作力，降低驾驶员的疲劳度，提高行车舒适性和安全性。

应当理解，根据本发明实施例的车辆的其它结构例如动力系统、传动系统、制动系统、转向系统等均已为现有技术，且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再一一详细说明。

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发明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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，包括：

安装支座；

选换挡摇臂轴，所述选换挡摇臂轴设在所述安装支座上且所述选换挡摇臂轴相对所述安装支座可上下移动；

换挡摇臂，所述换挡摇臂固定在所述选换挡摇臂轴上且所述换挡摇臂绕所述选换挡摇臂轴的轴线可转动，所述换挡摇臂上固定有换挡摇臂销；

固定支架，所述固定支架固定在所述安装支座上；

选挡支架，所述选挡支架上固定有选挡滑块，所述选挡滑块在所述选换挡摇臂轴的周向上相对所述选换挡摇臂轴可滑动，所述选挡支架上设置有选挡摇臂销；

选挡定位球，所述选挡定位球设在所述选挡支架上，其中所述选挡支架以所述选挡定位球为支点相对所述固定支架可转动，以使所述选挡滑块驱动所述选换挡摇臂轴向上或向下移动；

定位球安装部，所述定位球安装部固定在所述选挡支架上，所述选挡定位球安装在所述定位球安装部内；

固体润滑脂，所述固体润滑脂设在所述定位球安装部内且与所述选挡定位球紧贴；

所述定位球安装部构造为筒状结构，所述定位球安装部的一侧敞开以形成开口，所述定位球的一部分从所述开口向外伸出以紧贴在所述固定支架上，所述固体润滑脂夹设在所述选挡定位球与所述定位球安装部的底壁之间。

2.权利要求1所述的用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，所述开口为圆形开口，所述开口的直径小于所述选挡定位球的直径以防止所述选挡定位球整体从所述开口移出所述定位球安装部。

3.权利要求1所述的用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，所述固体润滑脂上形成有内凹的球形表面以适于与所述选挡定位球紧密贴合。

4.权利要求1所述的用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，所述固定支架上形成有球面凹槽，所述选挡定位球配合在所述球面凹槽内且所述选挡定位球与球面凹槽紧贴。

5.权利要求1所述的用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，所述选挡支架为“L”形且包括第一板和第二板，所述选挡摇臂销固定在所述第一板的自由端，所述选挡滑块固定在所述第二板的自由端，所述定位球安装部固定在所述第一板与所述第二板的交界处。

6.权利要求1所述的用于手动变速器的换挡摇臂装置，其特征在于，所述选换挡摇臂轴的外周面上形成有环形卡槽，所述选挡滑块配合在所述环形卡槽内以适于驱动所述选换挡摇臂轴向上或向下移动。

7.一种车辆，其特征在于，包括手动变速器，所述手动变速器包括换挡摇臂装置，所述换挡摇臂装置为根据权利要求1-6中任一项所述的换挡摇臂装置。