CN111503257A - 一种可变杠杆比的换挡杆总成和手动换挡器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可变杠杆比的换挡杆总成和手动换挡器，换挡杆总成包括上换挡杆、下换挡杆和换挡组件，上换挡杆的下部具有筒状结构，其横截面为外圆内正多边形，上换挡杆设有径向孔、轴肩和卡槽；下换挡杆的上部横截面为正多边形，下换挡杆的上部正多边形棱边上设有成列轴向平行的球形凹槽；换挡组件包括弹簧、钢珠、卡箍和锁止套。本申请实施例还提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，通过钢珠、球形凹槽以及锁止套的配合来实现X的尺寸的改变以实现杠杆比的调节，为汽车行业提供一种操作方便、功能稳定的可变杠杆比手动换挡器，在不影响换挡杆刚度和强度的前提下，更好地适应个体差异，提高换挡舒适性。

Description

一种可变杠杆比的换挡杆总成和手动换挡器

技术领域

本申请涉及手动换挡器结构技术领域，特别涉及一种可变杠杆比的换挡杆总成和手动换挡器。

背景技术

汽车是人们生活中经常使用的代步工具，人们对于汽车性能的要求也越来越高，尤其是汽车换挡器，汽车换挡器的主要任务是传递动力，并在动力传递过程中改变传动比，以调节或变换发动机的特性，同事通过变速来适应不同的驾驶要求。根据汽车运行条件的变化，驾驶员通过操纵换挡杆来改变不同比例的换挡器齿轮的合分，汽车即可实现加速、减速或倒车。

目前，普通驾驶人员习惯将车辆分为手动挡车型和自动挡车型，手动挡车型自然是拥有手动变速箱的车辆。这种车型需要驾驶人员根据转速、路况等不断地手动切换挡位。如果车辆的换挡力偏大，在长时间跟车工况或者城市道路工况，人的手就会出现乏力劳累，所以一台驾驶性优异的车辆都具有舒适的换挡力。但是基于个体差异，不同的人对于同一台车辆的换挡力感受不同。一旦变速箱选定，车辆的换挡力输入就已经确定，要想改变换挡力，只能通过手动换挡器来解决。当前的手动换挡器主要实现两大功能：选挡和换挡，两者均是利用了杠杆原理。相关技术中，如图1所示，手动换挡器只有单一的杠杆比，无法后期调节，不能匹配个体的差异性。

发明内容

本申请实施例提供一种可变杠杆比的手动换挡器，以解决相关技术中手动换挡器只有单一的杠杆比，无法后期调节，不能匹配个体的差异性。

一方面，本申请提供了一种可变杠杆比的换挡杆总成，所述换挡杆总成包括上换挡杆、下换挡杆和换挡组件，所述上换挡杆的下部具有筒状结构，所述筒状结构的横截面为外圆内正多边形，所述上换挡杆的下部正多边形棱边处设有径向孔，所述上换挡杆的下部位于径向孔上方设有轴肩，所述上换挡杆的下部位于径向孔下方设有卡槽；所述下换挡杆的上部横截面为正多边形，下换挡杆的上部正多边形棱边上设有成列轴向平行的球形凹槽；换挡组件，包括：弹簧、钢珠、卡箍和锁止套，所述弹簧限位于锁止套和轴肩之间，所述卡箍卡设于卡槽和锁止套之间，所述钢珠限位于径向孔并在锁止套的压力下进入于球形凹槽内。

一些实施例中，所述球形凹槽的直径与与之匹配的钢珠直径一致，所述球形凹槽的槽深为与之匹配的钢珠直径的1/4-1/3。

一些实施例中，所述钢珠包括第一钢珠和第二钢珠，所述球形凹槽包括分别与之适配的大球形凹槽和小球形凹槽，所述第一钢珠的直径为第二钢珠直径的2-5倍。

一些实施例中，所述径向孔的最大直径大于与之对应的钢珠直径，所述径向孔的最小直径小于与之对应的钢珠直径。

一些实施例中，所述卡箍的直径与卡槽的截面直径一致。

一些实施例中，所述锁止套的纵截面具有倒锥形面。

一些实施例中，所述卡槽的纵截面形状为半圆形。

一些实施例中，所述选挡臂总成还包括注塑体和选挡杆，所述注塑体具有选挡杆容腔并将其连接于下换挡杆的下部。

一些实施例中，所述下换挡杆的上部、注塑体、弹簧、锁止套、卡箍和上换挡杆下部的筒状结构共轴线，选挡杆与注塑体共轴线。

一些实施例中，所述锁止套设有向内延伸出的限位台阶，所述限位台阶的直径小于卡箍直径。

另一方面，本申请实施例还提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，包括底座总成、选挡臂总成和如上所述的换挡杆总成。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，在铰接中心到选挡杆端部的距离Y1和铰接中心到下换挡杆的底端Y2尺寸不变的情况下，通过改变铰接中心到上换挡杆顶端的距离X的尺寸来实现杠杆比的调节，X的尺寸改变通过各个侧面的钢珠、球形凹槽以及锁止套的配合来实现，同时换挡杆总成结构的变化没有对其刚度强度产生影响，因此，为汽车行业提供一种操作方便、功能稳定的可变杠杆比换挡杆总成和手动换挡器，在不影响换挡杆刚度和强度的前提下，更好地适应个体差异，提高换挡舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术不可变杠杆比的手动换挡器的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的可变杠杆比手动换挡器的分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供可变杠杆比换挡杆总成的分解结构示意图；

图4为本申请实施例提供的可变杠杆比的手动换挡器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的上换挡杆和下换挡杆之间的换挡结构的剖面结构示意图。

图中：

1、换挡杆总成；11、上换挡杆；111、轴肩；112、径向孔；113、卡槽；12、下换挡杆；121、球形凹槽；131、弹簧；132、第一钢珠；133、第二钢珠；134、卡箍；135、锁止套；1351、限位台阶；2、选挡臂总成；21、选挡杆；22、注塑体；3、底座总成。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种可变杠杆比的换挡杆总成和手动换挡器，其能解决相关技术中手动换挡器的换挡杆总成1只有单一的杠杆比，无法进行后期调节，不能匹配个体的差异性的问题。

如图2所示，其中X为上换挡杆11顶端距离铰接中心的距离，Y1为选挡杆21端部距离铰接中心的距离，Y2为下换挡杆12的底端距离铰接中心的距离，以铰接中心为支点，选挡力的大小主要是受X，Y1两个比值影响，换挡力的大小主要受X，Y2两个比值影响。

如图3，一方面，本申请提供了一种可变杠杆比的换挡杆总成1，所述换挡杆总成1包括上换挡杆11、下换挡杆12和换挡组件，所述筒状结构具有中空的筒状结构，所述筒状结构的横截面为外圆内正多边形。

所述筒状结构正多边形棱边处设有径向孔112，所述筒状结构位于径向孔112上方设有轴肩111，所述筒状结构位于径向孔112下方设有卡槽113；所述下换挡杆12的上部横截面为正多边形，下换挡杆12的上部正多边形棱边上设有成列轴向平行的球形凹槽121。

换挡组件包括弹簧131、钢珠、卡箍134和锁止套135，所述弹簧131限位于锁止套135和轴肩111之间，所述卡箍134卡设于卡槽113和锁止套135之间，所述锁止套135套设于上换挡杆12的下部的外围，所述钢珠限位于径向孔112并在锁止套135的压力下进入于球形凹槽121内。

本申请实施例提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，由于是在Y1和Y2尺寸不变的情况下，通过改变X的尺寸来实现杠杆比的调节，X的尺寸改变通过各个侧面的钢珠、球形凹槽121以及锁止套135的配合来实现，同时换挡杆总成1结构的变化没有对其刚度强度产生影响，因此，为汽车行业提供一种操作方便、功能稳定的可变杠杆比换挡杆总成。

在另一种技术方案中，所述轴肩111的底面和锁止套135的顶面均设有凹槽，两凹槽分别用于卡入弹簧131，防止弹簧131移位。

在另一种技术方案中，所述球形凹槽121的直径与与之匹配的钢珠直径一致，所述球形凹槽121的槽深为与之匹配的钢珠直径的1/4-1/3，以便于提拉锁止套135时，上换挡杆11顺利带动径向孔112内的钢珠移动，而不会卡限于球形凹槽121内，换挡更加顺利，使用更加舒适。

如上所述，根据本申请，所述球形凹槽121自棱边向下换挡杆12的横截面的中心处凹陷。

如上所述，根据本申请，所述径向孔112的孔径方向与上换挡杆的横截面径向一致。

如上所述，根据本申请，所述钢珠沿着棱边纵向成列间隔设置，为上换挡杆11和下换挡杆12的钢珠锁紧提供锁紧位，以实现对X尺寸的改变。

如上所述，根据本申请，所述上换挡杆11的上部横截面为正多边形时，正多边形的边数为偶数时，所述钢珠分布于正多边形的每条棱边或间隔设置的棱边上，正多边形的边数为奇数时，所述钢珠分布于每条棱边上。只要横向多个钢珠两两连线为正多边形，即横向钢珠为上换挡杆11和下换挡杆12之间提供均衡的锁紧力即可。在本申请的另一技术方案中，多个钢珠还可实现为非对称化设置于多个棱边上或提供非均衡锁紧力，只要能在调节杠杆比时起到锁紧作用即可。

在另一种技术方案中，请参考图3，为了防止生产时的误装配以及用户调节时的误操作，同时为了保证上换挡杆11和下换挡杆12之间不会出现旋转间隙，本申请的钢珠选择为大小不一的钢珠，所述钢珠包括第一钢珠132和第二钢珠133，所述球形凹槽121包括分别与之适配的大球形凹槽121和小球形凹槽121，所述第一钢珠132的直径为第二钢珠133直径的2-5倍。

在本申请的一技术方案中，所述第一钢珠132的直径为4mm，第二钢珠133的直径为2.5mm，第二钢珠133的数量不少于1个。

在另一种技术方案中，所述径向孔112的最大直径大于与之对应的钢珠直径，所述径向孔112的最小直径小于与之对应的钢珠直径。以使得钢珠中部嵌合于径向孔112，钢珠冒出于径向孔112的一侧的部分嵌入与球形凹槽121，钢珠冒出于径向孔112的另一侧的部分被锁止套135压紧。

在另一种技术方案中，所述锁止套135的纵截面具有倒锥形面，锁止套135的倒锥形面在弹簧131的弹力下，将钢珠挤进入提拉近处的径向孔112和球形凹槽121内，结构设计简单巧妙，有利于生产的实现。

在另一种技术方案中，所述卡槽113的纵截面形状为半圆形，所述卡箍134的直径与卡槽113的截面直径一致，以限位固定卡箍134。

如上所述，根据本申请，所述卡槽113用于卡限卡箍134，所述卡箍134为开口钢环，以便于维修更换所述卡箍134。

在另一种技术方案中，请参考图4，所述选挡臂总成2还包括注塑体22和选挡杆21，所述注塑体22具有选挡杆21容腔并将其连接于下换挡杆12的下部。

在另一种技术方案中，所述下换挡杆12的上部、注塑体22、弹簧131、锁止套135、卡箍134和上换挡杆11下部的筒状结构共轴线，选挡杆42与注塑体41共轴线，对换挡杆总成1结构的刚度强度没有产生影响，更好地适应个体差异，提高换挡舒适性。

在另一种技术方案中，请参考图5，所述锁止套135设有向内延伸出的限位台阶1351，所述限位台阶1351的直径小于卡箍134直径，将卡箍134限位于卡槽113和限位台阶1351之间，起到有效锁紧作用。

另一方面，如图4所示，本申请还提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，包括底座总成3、选挡臂总成2和如上所述的换挡杆总成1，本申请实施例提供了一种可变杠杆比的手动换挡器，由于是在Y1和Y2尺寸不变的情况下，通过改变X的尺寸来实现杠杆比的调节，X的尺寸改变通过各个侧面的钢珠、球形凹槽121以及锁止套135的配合来实现，同时换挡杆总成结构的变化没有对其刚度强度产生影响，因此，为汽车行业提供一种操作方便、功能稳定的可变杠杆比的手动换挡器，在不影响换挡杆刚度和强度的前提下，更好地适应个体差异，提高换挡舒适性。

如上所述，根据本申请，所述底座总成3内部设有操作内腔，所述底座总成3的上端面沿四周延伸形成支撑底座。

如上所述，根据本申请，所述选挡臂总成2与底座总成3之间连接方式为转动副，换挡杆总成1与底座总成3之间连接方式为球面副。

本申请实施例的使用方法为：

如图4-5所示，当需要调节杠杆比时，大拇指按在上换挡杆11上部的轴肩111上，食指和中指将锁止套135向上拉，向上推动锁止套135，此时钢珠不被锁止套135的内锥面压迫，下换挡杆12及锁止套135之间出现间隙，可向上或向下沿轴向移动上换挡杆11，通过上换挡杆11带动径向孔112内的钢珠锁止于不同纵向位置处的球形凹槽121内，使得上挡杆上部的径向孔112与下换挡杆12球形凹槽121产生不同的组合，增大或减小X，实现杠杆比的改变；然后松开锁止套135，此时锁止套135在弹簧131的作用向下移动，钢珠在锁止套135的内锥面压力下嵌入径向孔112和与之对应的球形凹槽121内，而卡箍134限制锁止套135的继续移动。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，包括：

上换挡杆(11)，其下部具有中空的筒状结构，筒状结构的横截面为外圆内正多边形，上换挡杆(11)开有径向孔(112)，径向孔(112)与上换挡杆(11)的多边形棱边对应，筒状结构设有位于径向孔(112)上方的轴肩(111)和径向孔(112)上方的卡槽(113)；

下换挡杆(12)，其上部横截面为正多边形，下换挡杆(12)设有沿着下换挡杆棱边设置的球形凹槽(121)，单个棱边上设置多个竖向设置的球形凹槽(121)；

换挡组件，包括锁止套(135)、弹簧(131)、钢珠和卡箍(134)，锁止套(135)套设于筒状结构的外围，弹簧(131)限位于锁止套(135)和轴肩(111)之间，卡箍(134)卡设于卡槽(113)和锁止套(135)之间，所述钢珠限位于径向孔(112)并在锁止套(135)的压力下进入于球形凹槽(121)内。

2.如权利要求1所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述球形凹槽(121)的直径与与之匹配的钢珠直径一致，所述球形凹槽(121)的槽深为与之匹配的钢珠直径的1/4-1/3。

3.如权利要求1所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述径向孔(112)的最大直径大于与之对应的钢珠直径，所述径向孔(112)的最小直径小于与之对应的钢珠直径。

4.如权利要求1所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述卡槽(113)的纵截面形状为半圆形。

5.如权利要求4所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述卡箍(134)的直径与卡槽(113)的截面直径一致。

6.如权利要求1所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述锁止套(135)的纵截面具有倒锥形面。

7.如权利要求2所述的可变杠杆比的换挡杆总成，其特征在于，所述钢珠包括第一钢珠(132)和第二钢珠(133)，所述第一钢珠(132)的直径为第二钢珠(133)直径的2-5倍。

8.如权利要求1所述的可变杠杆比的手动换挡器，其特征在于，所述锁止套(135)设有向内延伸出的限位台阶(1351)，限位台阶(1351)的横截面形状为圆形，所述限位台阶(1351)的直径小于卡箍(134)直径。

9.一种手动换挡器，其特征在于，包括：

底座总成(1)，底座总成(1)上设有选挡臂总成(2)和如权利要求1-8任一项所述的可变杠杆比的换挡杆总成(1)，换挡杆总成(1)下部与选挡臂总成(2)固定连接。

10.如权利要求9所述的可变杠杆比的手动换挡器，其特征在于，所述选挡臂总成(2)还包括注塑体(22)和选挡杆(21)，所述选挡杆(21)通过所述注塑体(22)连接于下换挡杆(12)的下部。

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