CN110230689A - 一种选换挡装置及其换档自锁弹簧销 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种换档自锁弹簧销，包括外壳，外壳内部设置有正极铜片和负极铜片，正极铜片与负极铜片分别与空档传感器的正极线缆和负极线缆连接，外壳的安装孔内设置有能够在安装孔内运动的钢球支架，且钢球支架运动时，能够驱动正极铜片和负极铜片接触或分离，以输出空档信号或非空档信号。因此，本发明中的换档自锁弹簧销集成有空档识别装置，且该空档识别装置包括钢球支架、正极铜片和负极铜片，通过钢球支架的机械运动驱动正极铜片和负极铜片动作来接通或断开电路，从而实现变速器的空档识别，具有机械运动的可靠性高、响应快速等优点，还具有电子线缆精确传输的优点。另外，还具有占用空间小、成本低的优点。本发明还公开一种选换挡装置。

Description

一种选换挡装置及其换档自锁弹簧销

技术领域

本发明涉及变速箱技术领域，特别涉及一种选换挡装置及其换档自锁弹簧销。

背景技术

目前汽车手动变速箱由于操控性好、价格低廉而得到广泛应用，手动变速箱一般按照前进档位的数量分为5速(5MT)和6速(6MT)。为了满足油耗法规要求，降低碳排放，部分手动档车型具有发动机起停功能，用于停车时发动机熄火，以减少燃油消耗，此类车型匹配的变速箱须配备空档传感器，以输出空档信号。

目前市场上常用的空档传感器有两种，一种是霍尔式传感器，通过对不同档位匹配存在差异的磁感应强度，来识别各个档位，这种档位传感器精度低，信号响应慢，成本高，占用空间大，重量大，且与变速箱箱匹配技术复杂。另外一种是开关式空档传感器，该传感器需同时匹配凸轮，占用空间大，重量大，成本高。

有鉴于此，如何提供一种具有传感精度高、信号响应快、占用空间较小且成本较低等优点的空当传感器，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种换档自锁弹簧销，包括外壳，所述外壳内部设置有正极铜片和负极铜片，所述正极铜片与所述负极铜片分别与空档传感器的正极线缆和负极线缆连接，所述外壳的安装孔内设置有能够在所述安装孔内运动的钢球支架，且所述钢球支架运动时，能够驱动所述正极铜片和所述负极铜片接触或分离，以输出空档信号或非空档信号。

因此，本发明中的换档自锁弹簧销集成有空档识别装置，且该空档识别装置包括钢球支架、正极铜片和负极铜片，通过钢球支架的机械运动驱动正极铜片和负极铜片动作来接通或断开电路，从而实现变速器的空档识别，并通过正极线缆和负极线缆实现该空档信号的传输。与现有技术中通过电磁感应实现空档识别相比，本发明中的空档识别装置具有机械运动的可靠性高、响应快速等优点，还具有电子线缆精确传输的优点。另外，由于本发明中的空档识别装置集成于换档自锁弹簧销内，因此，还具有占用空间小、成本低的优点。

可选地，所述钢球支架能够沿所述安装孔的轴向直线往复运动，且其朝向所述外壳内部运动时，所述正极铜片和所述负极铜片接触，以输出空档信号，所述钢球支架朝向所述外壳外部运动时，所述正极铜片和所述负极铜片分离，以输出非空档信号。

可选地，所述外壳内部还设置有固定于所述钢球支架的连接部，所述正极铜片和所述负极铜片的固定端通过橡胶塞固定于所述连接部，二者的自由端相对设置且均具有外扩段和内缩段，以使所述自由端为“S型”结构，所述外壳内部还设置有固定于所述外壳的导向部，所述导向部具有导向腔；

所述钢球支架朝向所述外壳外部运动时，两所述外扩段均位于所述导向腔外部，两所述内缩段不接触；所述钢球支架朝向所述外壳内部运动时，两所述外扩段能够进入所述导向腔内，并在所述导向腔侧壁的挤压下内缩，以驱动两所述内缩段接触。

可选地，所述连接部为圆柱体结构，其第一端固定于所述钢球支架，第二端位于所述导向腔内，并能够在所述导向腔内直线运动；

所述连接部的预定位置开设有径向通孔，所述外扩段从所述径向通孔内伸出，所述内缩段位于所述径向通孔内。

可选地，沿轴向，所述钢球支架与所述外壳内壁之间设有处于压缩状态的弹簧。

可选地，所述安装孔处安装有导向架，所述导向架与所述钢球支架之间设有若干导向钢球，所述钢球支架能够在所述导向钢球的导向下直线运动。

可选地，所述钢球支架设置有限位块，所述钢球支架朝向所述外壳外部运动预定距离时，所述限位块与所述导向架相抵，以限制所述钢球支架从所述安装孔内脱出。

可选地，所述钢球支架位于所述外壳外侧的端部为圆弧槽，所述圆弧槽内具有驱动钢球，且所述圆弧槽与所述驱动钢球之间设置有若干滚动钢球，所述驱动钢球能够相对于所述滚动钢球转动。

另外，本发明还提供一种选换挡装置，包括选换挡轴及连接于所述选换挡轴的换档凸轮，还包括换档自锁弹簧销，所述换档凸轮与所述换档自锁弹簧销的驱动钢球接触，以便所述选换挡轴带动所述换档凸轮转动时，驱动所述驱动钢球转动；

所述换档自锁弹簧销为以上所述的换档自锁弹簧销。

可选地，所述换档凸轮与所述驱动钢球接触的一端具有空档位和非空档位，所述换档凸轮在所述空档位和所述非空档位处的型线均为圆弧，其中，所述空档位处型线的空档半径为R0，所述非空档位处型线的非空档半径为R，且R0﹥R。

附图说明

图1为本发明所提供选换挡装置的结构示意图；

图2为图1中换档自锁弹簧销在发出非空档信号时的剖视图；

图3为图1中的换档自锁弹簧销在发出空档信号时的剖视图；

图4为图2中铜片组件固定于连接部的结构示意图；

图5为图4中连接部的结构示意图；

图6为图4中铜片组件的结构示意图；

图7为图1中的选换挡装置发出空档信号的原理图。

图1-7中：

1换档自锁弹簧销、11外壳、111限位块、112导向钢球、113导向架、12钢球支架、121换档钢球、122滚动钢球、13连接部、131第一端、132第二端、133径向通孔、134固定块、14导向部、141导向腔、15铜片组件、151正极铜片、152负极铜片、153橡胶塞、154正极线缆、155负极线缆、156内缩段、157外扩段、16弹簧；

2选换挡轴、3换档凸轮、31空档位、32非空档位；

R0空档半径、R非空档半径、h轴向距离。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图1-7，其中，图1为本发明所提供选换挡装置的结构示意图；图2为图1中换档自锁弹簧销在发出非空档信号时的剖视图；图3为图1中的换档自锁弹簧销在发出空档信号时的剖视图；图4为图2中铜片组件固定于连接部的结构示意图；图5为图4中连接部的结构示意图；图6为图4中铜片组件的结构示意图；图7为图1中的选换挡装置发出空档信号的原理图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种换档自锁弹簧销1，如图2所示，该换档自锁弹簧销1包括外壳11，外壳11内部设置有铜片组件15，铜片组件15的正极铜片151和负极铜片152，且该正极铜片151与负极铜片152分别与空档传感器的正极线缆154和负极线缆155连接，同时，该正极铜片151与负极铜片152均为接触性铜片，即当二者接触时，接通电路，当二者分离时，断开电路。

另外，外壳11开设有安装孔，该安装孔内设置有能够在其中运动的钢球支架12，且当钢球支架12运动时，能够驱动正极铜片151和负极铜片152接触或分离，从而接通或断开电路，以输出空档信号或非空档信号。

因此，本发明中的换档自锁弹簧销1集成有空档识别装置，且该空档识别装置包括钢球支架12、正极铜片151和负极铜片152，通过钢球支架12的机械运动驱动正极铜片151和负极铜片152动作来接通或断开电路，从而实现变速器的空档识别，并通过正极线缆154和负极线缆155实现该空档信号的传输。与现有技术中通过电磁感应实现空档识别相比，本发明中的空档识别装置具有机械运动的可靠性高、响应快速等优点，还具有电子线缆精确传输的优点。另外，由于本发明中的空档识别装置集成于换档自锁弹簧销1内，因此，还具有占用空间小、成本低的优点。

具体地，钢球支架12沿安装孔的轴向直线往复运动，即钢球支架12能够朝向外壳11内部运动，也能够朝向外壳11外部运动，且其朝向外壳11内部运动时，驱动正极铜片151和负极铜片152接触，以输出空档信号；钢球支架12朝向外壳11外部运动时，驱动正极铜片151和负极铜片152分离，以输出非空档信号。

本实施例中，可将正极铜片151和负极铜片152中的一者固定于钢球支架12，另一者固定于外壳11内壁，并控制二者之间的距离，从而使得钢球支架12向内运动时，正负极铜片接触，向外运动时，正负极铜片分离。

需要说明的是，上述正极铜片151和负极铜片152的接触或分离并非必须通过钢球支架12的直线运动实现，钢球支架12也可在外壳11的安装孔内转动，且其转动过程中，实现正负极铜片的接触或分离。

更具体地，如图2-6所示，外壳11内部还设置有固定于钢球支架12的连接部13，铜片组件15固定于该连接部13，具体为：正极铜片151和负极铜片152的固定端通过橡胶塞153固定于该连接部13，二者的自由端均为弹性结构，并均弯曲，如图6所示，两铜片均至少具有向外弯曲的一段和向内弯曲的一段，同时，正极铜片151和负极铜片152相向设置，从而围成向外扩张的外扩段157及向内收缩的内缩段156。

另外，如图2所示，外壳11内部还设置有固定于外壳11的导向部14，该导向部14具有导向腔141，且导向腔141的轴线为两铜片之间的对称中心线。因此，如图2所示，钢球支架12朝向外壳11外部运动时，外扩段157位于导向腔141外部，正极铜片151和负极铜片152不接触，此时，输出非空档信号；如图3所示，当钢球支架12朝向外壳11内部运动时，外扩段157能够进入导向腔141内，并在导向腔141侧壁的挤压下收缩，由于两铜片为弹性结构，因此，能够驱动内缩段156相互靠近并接触，此时，输出空档信号。

进一步地，如图2-5所示，导向部14固定于外壳11远离钢球支架12的一端，连接部13为圆柱体结构，其第一端131固定于钢球支架12，第二端132伸入至导向腔141内，并能够在该导向腔141内直线运动，即该第二端132始终位于导向腔141内部，因此，在连接部14直线运动过程中，导向腔141能够起到导向的作用，从而提高该换档自锁弹簧销1各部件配合的精度。

同时，为了实现钢片组件15与连接部13的连接，该连接部13在第一端131与第二端132之间的中部位置开设有径向通孔133，该径向通孔133靠近第二端132的位置具有用于固定铜片组件15的固定块134，具体地，正极铜片151与负极铜片152位于该固定块134两端，并通过橡胶塞153固定于该固定块134，从而将两铜片绝缘。两铜片的自由端位于该径向通孔133内，且外扩段157凸出于该径向通孔133，输出非空档信号时，该外扩段157处两铜片之间的距离大于导向腔141的直径，内缩段156位于该径向通孔133内部。

因此，本实施例中，通过特殊结构的连接部13和导向部14的设置，不仅能够实现正极铜片151与负极铜片152的接触或断开，还使得各部件运动过程中的配合精度较高。

另外，如图4所示，第二端132开设有用于正极线缆154和负极线缆155伸出的轴向通孔。

进一步地，如图2和图3所示，沿轴向，钢球支架12与外壳11内壁之间设有处于压缩状态的弹簧16。

如图2所示，当变速箱处于非空档状态时，在弹簧16弹力作用下，钢球支架12具有朝向外壳11外部运动的趋势，从而使得正极铜片151和负极铜片152维持不接触的状态，以输出非空档信号。

以上各实施例中，如图2和图3所示，外壳11的安装孔处安装有导向架113，该导向架113与钢球支架12之间设有若干导向钢球112，从而使得钢球支架12能够在导向钢球112的导向下直线运动。

同时，钢球支架12内侧的端部设置有限位块111，当变速箱处于非空档状态时，该限位块111能够限制钢球支架12在弹簧16的弹力作用下从该安装孔内脱出。

另外，如图2和图3所示，钢球支架12位于外壳11外部的端部连接有驱动钢球121，且该驱动钢球121与钢球支架12之间设置有若干滚动钢球122，以使驱动钢球121与滚动钢球122之间能够相对滚动。

本实施例中，通过设置各滚动钢球122，使得驱动钢球121相对于钢球支架12转动时，二者之间为滚动摩擦力，从而减小驱动钢球121的磨损，并保证驱动钢球121能够自由转动。

另外，本发明还提供一种选换挡装置，如图1所示，该选换挡装置包括选换挡轴2及连接于该选换挡轴2的换档凸轮3，还包括用于锁定档位的换档自锁弹簧销1，其中，换档凸轮3与换档自锁弹簧销1的驱动钢球121接触，以便选换挡轴2带动换档凸轮3转动时，驱动该驱动钢球121转动，从而驱动钢球支架12直线运动。

同时，该换档自锁弹簧销1为以上任一实施例中所述的换档自锁弹簧销1。由于该换档自锁弹簧销1具有上述技术效果，包括该换档自锁弹簧销1的选换挡装置也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

具体地，如图6所示，该换档凸轮3与换档自锁弹簧销1的驱动钢球121接触的驱动端具有特殊设计的型线，具体为：该驱动端具有一个空档位31和位于其两侧的若干非空档位32，换档凸轮3在该空档位311与非空档位32处的型线均为圆弧，且空档位31处圆弧的空档半径为R0，非空档位32处圆弧的非空档半径为R，本实施例中，R0-R＝h，h表示选换挡轴2从非空档位32切换至空档位31时，驱动钢球121与钢球支架12直线运动的轴向距离。

综上所述，本发明中，通过在选换挡装置的换档自锁弹簧销1中集成空档识别装置，并改变换档凸轮3驱动端的型线，使得该选换挡装置能够实现空档识别，不仅具有识别精度高、响应快、成本低的优点，还具有占用空间小、结构简单、与变速箱匹配简单的优点。

同时，如图7所示，换档凸轮3开设有三个圆弧形凹槽，中间凹槽是空档位置，左右是在档位置，圆弧形凹槽与换档钢球121匹配，并将换档钢球121限位于该圆弧形凹槽内，从而实现该选换挡装置在当前档位的锁定。当需要换档时，如图1所示，通过换档手柄提供换档力，从而驱动选换挡轴2带动换档凸轮3转动，使得换档钢球121从当前圆弧形凹槽内脱出后卡入另一个圆弧形凹槽，从而实现换档。

以上对本发明所提供的一种选换挡装置及其换档自锁弹簧销均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种换档自锁弹簧销，包括外壳(11)，其特征在于，所述外壳(11)内部设置有正极铜片(151)和负极铜片(152)，所述正极铜片(151)与所述负极铜片(152)分别与空档传感器的正极线缆(154)和负极线缆(155)连接，所述外壳(11)的安装孔内设置有能够在所述安装孔内运动的钢球支架(12)，且所述钢球支架(12)运动时，能够驱动所述正极铜片(151)和所述负极铜片(152)接触或分离，以输出空档信号或非空档信号。

2.根据权利要求1所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述钢球支架(12)能够沿所述安装孔的轴向直线往复运动，且其朝向所述外壳(11)内部运动时，所述正极铜片(151)和所述负极铜片(152)接触，以输出空档信号，所述钢球支架(12)朝向所述外壳(11)外部运动时，所述正极铜片(151)和所述负极铜片(152)分离，以输出非空档信号。

3.根据权利要求2所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述外壳(11)内部还设置有固定于所述钢球支架(12)的连接部(13)，所述正极铜片(151)和所述负极铜片(152)的固定端通过橡胶塞(153)固定于所述连接部(13)，二者的自由端相对设置且均具有外扩段(157)和内缩段(156)，以使所述自由端为“S型”结构，所述外壳(11)内部还设置有固定于所述外壳(11)的导向部(14)，所述导向部(14)具有导向腔(141)；

所述钢球支架(12)朝向所述外壳(11)外部运动时，两所述外扩段(157)均位于所述导向腔(141)外部，两所述内缩段(156)不接触；所述钢球支架(12)朝向所述外壳(11)内部运动时，两所述外扩段(157)能够进入所述导向腔(141)内，并在所述导向腔(141)侧壁的挤压下内缩，以驱动两所述内缩段(156)接触。

4.根据权利要求3所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述连接部(13)为圆柱体结构，其第一端(131)固定于所述钢球支架(12)，第二端(132)位于所述导向腔(141)内，并能够在所述导向腔(141)内直线运动；

所述连接部(13)的预定位置开设有径向通孔(133)，所述外扩段(157)从所述径向通孔(133)内伸出，所述内缩段(156)位于所述径向通孔(133)内。

5.根据权利要求3所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，沿轴向，所述钢球支架(12)与所述外壳(11)内壁之间设有处于压缩状态的弹簧(16)。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述安装孔处安装有导向架(113)，所述导向架(113)与所述钢球支架(12)之间设有若干导向钢球(112)，所述钢球支架(12)能够在所述导向钢球(112)的导向下直线运动。

7.根据权利要求6所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述钢球支架(12)设置有限位块(111)，所述钢球支架(12)朝向所述外壳(11)外部运动预定距离时，所述限位块(111)与所述导向架(113)相抵，以限制所述钢球支架(12)从所述安装孔内脱出。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的换档自锁弹簧销，其特征在于，所述钢球支架(12)位于所述外壳(11)外侧的端部为圆弧槽，所述圆弧槽内具有驱动钢球(122)，且所述圆弧槽与所述驱动钢球(122)之间设置有若干滚动钢球(122)，所述驱动钢球(122)能够相对于所述滚动钢球(122)转动。

9.一种选换挡装置，包括选换挡轴(2)及连接于所述选换挡轴(2)的换档凸轮(3)，还包括换档自锁弹簧销(1)，其特征在于，所述换档凸轮(3)与所述换档自锁弹簧销(1)的驱动钢球(121)接触，以便所述选换挡轴(2)带动所述换档凸轮(3)转动时，驱动所述驱动钢球(121)转动；

所述换档自锁弹簧销(1)为权利要求1-8中任一项所述的换档自锁弹簧销(1)。

10.根据权利要求9所述的选换挡装置，其特征在于，所述换档凸轮(3)与所述驱动钢球(121)接触的一端具有空档位(31)和非空档位(32)，所述换档凸轮(3)在所述空档位(31)和所述非空档位(32)处的型线均为圆弧，其中，所述空档位(31)处型线的空档半径为R0，所述非空档位(32)处型线的非空档半径为R，且R0﹥R。