CN213512022U - 车辆换挡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆换挡装置，其包括基体、换挡单元以及执行单元和弹性单元。基体设于车身上，并于基体上设有驱动单元。换挡单元可滑动地设于基体上，且该换挡单元具有拨叉。执行单元穿设于换挡单元中，且执行单元与驱动单元传动连接，以可承接驱动单元的驱使而相对于基体滑动。弹性单元则设于执行单元上，且因执行单元的滑动，该弹性单元被压缩而蓄能，并随弹性单元的蓄能大于拨叉的移动阻力时，其可顶推换挡单元移动，以带动拨叉执行换挡操作。本实用新型的车辆换挡装置，通过将弹性单元设置为因执行单元的滑动而被压缩蓄能，相较于现有结构，可有效减少弹性单元蓄能中的内损，从而可提高蓄能效率，并提高驱动单元的扭矩传递效率。

Description

车辆换挡装置

技术领域

本实用新型涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种车辆换挡装置。

背景技术

为提高整车的越野性能，同时满足正常行驶的舒适性和经济性，整车需要在不同路段进行二驱到四驱切换。目前，主要采用两种形式进行切换，一种是利用分动器总成进行动力切换分配，另一种是在前桥上进行切换，但此两种方式核心的执行机构都为电控执行器。

现有的电控执行器主要包括动力组件、减速机构、蓄能机构和直线转化机构，但此结构的电控执行器传动比较大，对电机的输出性能的稳定性要求较高。另外，该电控执行器采用橡胶块进行机械缓冲限位，而橡胶块在长期缓冲后易破损。此外，现有的电控执行器利用扭簧储能，导致在储能过程中，内损较大，扭矩的传递效率较低，从而对电机输出扭矩需求较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆换挡装置，其可有效减少弹性单元蓄能过程中的内损，从而可提高驱动单元的扭矩传递效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆换挡装置，包括：

基体，设于车身上，并于所述基体上设有驱动单元；

换挡单元，可滑动地设于所述基体上，且所述换挡单元具有拨叉；

执行单元，穿设于所述换挡单元中，且所述执行单元与所述驱动单元传动连接，以可承接所述驱动单元的驱使而相对于所述基体滑动；

弹性单元，设于所述执行单元上，且因所述执行单元的滑动，所述弹性单元被压缩而蓄能，并随所述弹性单元的蓄能大于所述拨叉的移动阻力，所述弹性单元可顶推所述换挡单元移动，以带动所述拨叉执行换挡操作。

进一步的，还包括以检测所述换挡单元位移的检测单元。

进一步的，所述检测单元包括设于所述换挡单元上的磁铁，以及对应于所述磁铁设于所述基体上的霍尔传感器。

进一步的，所述驱动单元包括设于所述基体中的电机，所述执行单元经由传动部与所述电机传动连接。

进一步的，所述执行单元包括构造有内螺纹的执行杆，所述换挡单元上设有以对所述执行杆的滑动进行导向的导向部；所述传动部包括设于所述电机与所述执行杆之间的齿轮减速组件，且于所述齿轮减速组件的末级齿轮上设有与所述内螺纹螺接相连的螺杆件。

进一步的，所述执行杆包括连接于一起的第一杆体和第二杆体，所述弹性单元约束于所述第一杆体和第二杆体相背离的两端之间。

进一步的，所述齿轮减速组件的减速比为9～11。

进一步的，所述弹性单元套设于所述执行单元上的弹簧。

进一步的，所述换挡单元具有分设于两端的两个限位部，所述执行单元穿设于两所述限位部上，并于所述执行单元的两端分别设有可由相对应端的所述限位部穿过的抵推部，所述弹性单元套设于所述执行单元上，并约束于两所述抵推部之间；且随所述执行单元的滑动，一端的所述抵推部可向另一端的所述限位部一侧挤压所述弹性单元，以压缩所述弹性单元而使其蓄能。

进一步的，所述换挡单元包括一侧开口的换挡壳，以及与所述换挡壳连接、并挡置于所述开口处的挡板，所述限位部由所述换挡壳的两相对端构成，所述执行单元穿设于所述换挡壳上，且于所述换挡壳的两相对端分别构造有供对应端的所述抵推部穿过的过孔。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的车辆换挡装置，通过将弹性单元设置为因执行单元的滑动而被压缩蓄能，以可顶推换挡单元移动而带动拨叉执行换挡操作，相较于现有结构，可有效减少弹性单元蓄能过程中的内损，从而可提高蓄能效率，并提高驱动单元的扭矩传递效率。

(2)通过设置以检测换挡单元位移的检测单元，能够提高本车辆换挡装置的换挡准确性。

(3)检测单元包括磁铁和霍尔传感器，可提高对拨叉移动位移的检测精度。

(4)执行单元包括构造有内螺纹的执行杆，并于末级齿轮上设置与内螺纹螺接相连的螺杆件，以此将旋转运动转化成直线运动，可在电机扭矩转化过程中，无切向分力，从而能够减少内损，进而可提高扭矩的传递效率。

(5)执行杆包括连接于一起的第一杆体和第二杆体，可便于弹性单元于执行杆上的设置。

(6)齿轮减速组件的减速比为9～11，相较于现有结构，可降低对电机输出扭矩的需求。

(7)弹性单元采用弹簧，结构简单，便于设计实施。

(8)通过将弹性单元约束于两个抵推部之间，可通过该弹性单元对两个抵推部的分别抵推，能够实现拨叉的往复滑动，可具有较好的换挡效果。

(9)换挡单元包括换挡壳以及挡置于开口处的挡板，可便于执行单元和弹性单元于换挡单元中的设置。

附图说明

构成本实用新型的一单元分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车辆换挡装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的车辆换挡装置另一视角下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的车辆换挡装置去除基体时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的螺杆件与执行杆的装配状态图；

图5为本实用新型实施例所述的执行杆的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的第一杆体的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的第二杆体的结构示意图；

图8为本实用新型实施例所述的换挡单元的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的车辆换挡装置的另一种结构的局部结构示意图；

附图标记说明：

1、基板，2、螺杆件，3、挡板，4、换挡壳，5、拨叉，6、壳体，7、电机，8、主动齿轮，9、从动齿轮，10、双联齿轮，11、末级齿轮，12、弹簧，13、执行杆，14、磁铁；

401、安装孔，402、过孔，403、导向杆；

1301、抵推块，1302、第一杆体，13021、销钉孔，13022、插块，13023、第一导向槽，1303、第二杆体，13031、插槽，13032、通孔，13033、第二导向槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其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，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种车辆换挡装置，其在整体结构上，主要包括基体、换挡单元以及执行单元和弹性单元。

其中，基体设于车身上，并于基体上设有驱动单元。换挡单元可滑动地设于基体上，且该换挡单元具有拨叉。执行单元穿设于换挡单元中，且执行单元与驱动单元传动连接，以可承接驱动单元的驱使而相对于基体滑动。弹性单元则设于执行单元上，且因执行单元的滑动，该弹性单元被压缩而蓄能，并随弹性单元的蓄能大于拨叉的移动阻力时，其可顶推换挡单元移动，以带动拨叉执行换挡操作。

本实施例的车辆换挡装置，通过将弹性单元设置为因执行单元的滑动而被压缩蓄能，以可顶推换挡单元移动而带动拨叉执行换挡操作，相较于现有结构，可有效减少弹性单元蓄能过程中的内损，从而可提高蓄能效率，并提高驱动单元的扭矩传递效率。

基于如上的设计思想，本实施例的车辆换挡装置的一种示例性结构如图1至图3中所示，其中，为提高换挡效果，本实施例的换挡单元具有分设于两端的两个限位部，执行单元穿设于两个限位部上，并于该执行单元的两端分别设有可由相对应端的限位部穿过的抵推部。弹性单元套设于执行单元上，并约束于两个抵推部之间。且随执行单元的滑动，一端的抵推部可向另一端的限位部一侧挤压弹性单元，以压缩弹性单元而使其蓄能。

具体而言，由图1和图2中所示，本实施例的基体包括基板1以及与基板1相连、并于两者之间围构形成有容纳腔的壳体6，前述驱动单元即设于容纳腔中。且本实施例的驱动单元具体包括设于容纳腔中的以输出旋转动力的电机7，为降低对电机7输出扭矩的要求，前述执行单元具体经由传动部与电机7传动连接。

由图4中所示，本实施例的执行单元包括有内螺纹的执行杆13，并于前述换挡单元上设有以对执行杆13的滑动进行导向的导向部。由图3并结合图4中所示，本实施例的传动部具体包括设于电机7与执行杆13之间的齿轮减速组件，且于齿轮减速组件的末级齿轮11上设有与内螺纹螺接相连的螺杆件2，且该螺杆件2经由轴承转动设于基体上。如此设置，可将电机7的旋转运动转化成执行杆13的直线运动，从而可有效降低侧向分力，而减少摩擦导致的内损，进而可提高传动部的传动效率。

如图5中所示，本实施例的执行杆13包括连接于一起的第一杆体1302和第二杆体1303，且第一杆体1302和第二杆体1303经由弹性销钉可拆卸地连接于一起，以便于下述弹簧12于执行杆13上的设置。前述两个抵推部即分别构造于第一杆体1302和第二杆体1303相背离的两端，并分别为沿第一杆体1302和第二杆体1303的径向外凸设置的抵推块1301，且两个抵推块1301的外凸方向一致。

第一杆体1302的结构如图6中所示，其一端构造有其一上述抵推块1301，另一端构造有外凸设置的以插设于第一杆体1302中的插块13022，并于该插块13022和第一杆体1302上均构造有贯穿设置的销钉孔13021。且上述内螺纹即构造于该第一杆体1302具有抵推块1301的一端，并于第一杆体1302的两相对侧构造有沿其长度方向贯穿设置的第一导向槽13023。

本实施例的第二杆体1303的结构如图7中所示，其一端构造有另一上述抵推块1301，另一端构造有以供插块13022插设的插槽13031，且于该第二杆体1303上开设有与上述插块13022上的销钉孔13021对应设置通孔13032，以供弹性销钉插设。另外，对应于上述第一导向槽13023，于第二杆体1303的两相对侧构造有与第一导向槽13023连通设置的第二导向槽13033。

由图3中所示，本实施例的齿轮减速组件具体包括安装于电机7的动力输出端的主动齿轮8，与主动齿轮8啮合相连的从动齿轮9，还包括与该从动齿轮9经由齿轮轴同轴连接的中间齿轮，与该中间齿轮啮合相连的双联齿轮10，以及设于上述执行单元上的并与双联齿轮10啮合相连的末级齿轮11。且作为一种优选的实施方式，本实施例的齿轮减速组件的减速比为9～11，例如可为10，如此设置，相对于现有技术可大大降低对电机7扭矩输出的要求。当然，本实施例的齿轮减速组件及其减速比均可视具体情况进行改变。

如图4中所示，前述弹性单元具体包括套设于执行杆13上的弹簧12，并约束于两个抵推块1301之间。通过采用弹簧12蓄能，可有效减少由于弹簧12与其他部件摩擦造成的内损，从而可提高电机7扭矩的传递效率。另外，将弹簧12设于容纳腔外部，可有效减小容纳腔的空间，从而能够减少由于热胀冷缩造成的密封失效，同时也可减小由于内外压差造成的电机7输出力的损耗。

本实施例的换挡单元的结构如图8中所示，其包括一侧开口的换挡壳4，以及与换挡壳4连接、并挡置于开口处的挡板3。其中，前述限位部即由换挡壳4的两相对端构成，且作为一种可行的实施方式，换挡壳4两相对端之间的距离与上述两个抵推块1301之间的距离相同。其中，此“相同”既包括绝对相同的结构，亦包括大致相同的结构。上述执行杆13即穿设于该换挡壳4上，并于换挡壳4的两相对端分别构造有供对应端的抵推块1301穿过的过孔402。

另外，于换挡壳4中设有相对布置的两个导向杆403，且各侧的导向杆403嵌设于对应侧的第一导向槽13023和第二导向槽13033中，以此可因电机7转动而限定执行杆13直线移动。上述导向部即由导向杆403和第一导向槽13023和第二导向槽13033构成。此外，由图8并结合图1中所示，于换挡壳4上构造有以于基板1上安装的安装孔401，并于基板1上设有插设于该安装孔401内的安装杆。上述拨叉5即经由该安装杆与换挡壳4连接，且该拨叉5的结构采用现有的常规结构即可。

此外，为提高换挡精度，本实施例的车辆换挡装置还包括以检测换挡单元位移(也即拨叉5位移)的检测单元。且为提高检测精度，该检测单元具体包括图8中所示的设于挡板3上的磁铁14，以及对应于磁铁14设于基体上的霍尔传感器。为进一步提高使用效果，具体实施时，本实施例的霍尔传感器和电机7可与车辆ECU连接，以使电机7接收ECU的控制，并通过控制电机7的旋转角度，而控制拨叉5的最终位置，从而可有效减小机械碰撞和卡死。另外，本实施例的检测单元采用非接触式磁感应装置进行位移检测，具有检测精度高、检测过程无损耗，可靠性高的优点。

最后需要说明的是，本实施例的车辆换挡操作装置除了采用上述结构，亦可进行稍微调整而采用图9中所示的结构，此时，该弹性单元具体包括间隔设置的两个弹簧12。且此时两个抵推块1301之间的间距大于换挡壳4两个限位部之间的距离(也即换挡壳4两相对端之间的距离)，各端的弹簧12即约束于对应端的抵推块1301和限位部之间。如此设置，可使因电机7的驱使而使螺杆件2移动，以压缩其一弹簧12蓄能，且当该弹簧12的蓄能大于拨叉5的移动阻力，可顶推换挡壳4移动，以带动拨叉5执行换挡操作。

基于以上整体描述，本实施例的车辆换挡操作装置在使用时，可通过车辆ECU控制电机7转动，再通过传动部驱使执行杆13移动，以压缩弹簧12蓄能，并当弹簧12的蓄能大于拨叉5的移动阻力，可顶推换挡壳4移动，从而带动拨叉5执行换挡操作。且通过车辆ECU接收霍尔传感器的检测信号而判断拨叉5的位移，以确定换挡到位，然后控制电机7停止即可完成换挡动作。另外，当反向换挡时，通过车辆ECU控制电机7反转即可。

本实施例的车辆换挡操作装置，采用弹簧12蓄能，可提高电机7扭矩的传递效率。另外，通过将电机7的旋转运动转化成执行杆13的直线运动，可有效降低侧向分力，从而可提高传动部的传动效率。此外，采用霍尔传感器实现对拨叉5位移的检测，可提高检测精度，并可有效防止机械碰撞及卡死，从而可使得本车辆换挡操作装置具有较好的使用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆换挡装置，其特征在于，包括：

基体，设于车身上，并于所述基体上设有驱动单元；

换挡单元，可滑动地设于所述基体上，且所述换挡单元具有拨叉(5)；

执行单元，穿设于所述换挡单元中，且所述执行单元与所述驱动单元传动连接，以可承接所述驱动单元的驱使而相对于所述基体滑动；

弹性单元，设于所述执行单元上，且因所述执行单元的滑动，所述弹性单元被压缩而蓄能，并随所述弹性单元的蓄能大于所述拨叉(5)的移动阻力，所述弹性单元可顶推所述换挡单元移动，以带动所述拨叉(5)执行换挡操作。

2.根据权利要求1所述的车辆换挡装置，其特征在于：还包括以检测所述换挡单元位移的检测单元。

3.根据权利要求2所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述检测单元包括设于所述换挡单元上的磁铁(14)，以及对应于所述磁铁(14)设于所述基体上的霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述驱动单元包括设于所述基体中的以输出旋转动力的电机(7)，所述执行单元经由传动部与所述电机(7)传动连接。

5.根据权利要求4所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述执行单元包括构造有内螺纹的执行杆(13)，所述换挡单元上设有以对所述执行杆(13)的滑动进行导向的导向部；所述传动部包括设于所述电机(7)与所述执行杆(13)之间的齿轮减速组件，且于所述齿轮减速组件的末级齿轮(11)上设有与所述内螺纹螺接相连的螺杆件(2)。

6.根据权利要求5所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述执行杆(13)包括连接于一起的第一杆体(1302)和第二杆体(1303)，所述弹性单元约束于所述第一杆体(1302)和第二杆体(1303)相背离的两端之间。

7.根据权利要求5所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述齿轮减速组件的减速比为9～11。

8.根据权利要求1所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述弹性单元包括套设于所述执行单元上的弹簧(12)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述换挡单元具有分设于两端的两个限位部，所述执行单元穿设于两所述限位部上，并于所述执行单元的两端分别设有可由相对应端的所述限位部穿过的抵推部，所述弹性单元套设于所述执行单元上，并约束于两所述抵推部之间；且随所述执行单元的滑动，一端的所述抵推部可向另一端的所述限位部一侧挤压所述弹性单元，以压缩所述弹性单元而使其蓄能。

10.根据权利要求9所述的车辆换挡装置，其特征在于：所述换挡单元包括一侧开口的换挡壳(4)，以及与所述换挡壳(4)连接、并挡置于所述开口处的挡板(3)，所述限位部由所述换挡壳(4)的两相对端构成，所述执行单元穿设于所述换挡壳(4)上，且于所述换挡壳(4)的两相对端分别构造有供对应端的所述抵推部穿过的过孔(402)。

Images