专利名称:换挡机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种换挡机构，包括，安装结构；变速杆，所述变速杆的一端位于安装结构内，且以枢轴方式与联动线缆的一端连接；联动线缆，一端枢接于变速杆，另一端以活动的方式贯穿安装结构一侧，所述联动线缆包括带有螺纹的丝杆；惯性结构，套装于所述丝杆上，所述惯性结构包括固定部分和可转动部分，所述固定部分用于将所述惯性结构固定在安装结构上，当变速杆移动时，所述变速杆带动联动线缆产生移动，进而通过所述丝杆使得所述惯性结构的可转动部分旋转。本实用新型降低了换挡机构的惯性质量，却仍然可以获得换挡过程中良好的惯性效果，同时降低了惯性质量节省了汽车油耗，且可以实现紧凑的封装设计。
【专利说明】换挡机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车零部件制造领域，特别涉及一种变速箱的换挡操作机构。
【背景技术】
[0002]汽车驾驶员通过操作换挡机构来变换汽车的运行档位。为了改善驾驶员在换挡过程中的舒适性感受，通常考虑增加变速箱中的惯性质量。
[0003]图1为现有的一种换挡机构配置的内部结构图。如图1所示，档位选择杆3附接于选择器轴5，且由连杆11和线缆9驱动进行档位选择。附加在档位选择杆3上的惯性质量13大约为0.8kg到Ikg左右。线缆9的前后动作使得档位选择杆3可以旋转约40度左右(图1中所示为38.4度)，进而使得惯性质量运行同样的角度。
[0004]图2是现有的另一种换挡机构配置的剖面结构示意图，通过利用齿轮传动机构来作用变速箱的惯性质量。如图2所示，变速线缆2装配有齿条齿12a，其与安装在垂直轴15上的小齿轮15a啮合。该垂直轴支撑惯性质量16，且该垂直轴安装到变速箱安装壳体I上。在这种配置下，线缆2的前后动作可以使得小齿轮和惯性质量旋转300度左右。
[0005]图1所示的换挡机构所占体积较小，比较容易设计封装于车体内。然而，图1所示的换挡机构没有过多考虑降低汽车的惯性质量，其为改善换挡平滑感受所采用的约Ikg惯性质量已经不能满足汽车制造商对于燃料节约、改善运行性能的需要。图1中较大的惯性质量(Ikg)运行较小的转动角度(40度)，因此图1的换挡机构其惯性效率较低。
[0006]图2所示的换挡机构相比较图1可以获得比图1的换挡机构约大8倍的转动角度，也就是说，其可以采用较轻的惯性质量而获得与图1的换挡机构大致相同的惯性效果。然而，图2所示的换挡机构的垂直轴设计所占体积较大，不适合集成安装于车体内。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供一种换挡机构，在获得良好的换挡舒适性感受的同时，可以降低惯性质量节省油耗获得较佳的汽车运行性能，又可以实现紧凑的汽车封装设计。
[0008]本实用新型的实施例提供了一种换挡机构，包括:
[0009]安装结构；
[0010]变速杆，所述变速杆的一端位于安装结构内，且以枢轴方式与联动线缆的一端连接;
[0011]联动线缆，一端枢接于所述变速杆，另一端以活动的方式贯穿安装结构一侧，所述联动线缆包括带有螺纹的丝杆；
[0012]惯性结构，套装于所述丝杆上，所述惯性结构包括固定部分和可转动部分，所述固定部分用于将所述惯性结构固定在安装结构上，
[0013]当变速杆移动时，所述变速杆带动联动线缆产生移动，进而通过所述丝杆使得所述惯性结构的可转动部分旋转。
[0014]可选地，所述惯性结构的可转动部分为惯性轮，所述惯性轮与所述固定部分的一侧连接，所述惯性轮以联动线缆为轴心线旋转。
[0015]可选地，所述惯性结构的固定部分为轴承，所述惯性轮与轴承的内圈固定连接，轴承的外圈与安装结构固定连接。
[0016]可选地，所述丝杆与所述惯性结构螺纹耦合，当丝杆移动时，在所述轴承内圈的带动下驱动所述惯性轮旋转。
[0017]可选地，所述惯性轮的直径为40?60mm。
[0018]可选地，所述惯性轮的厚度为6?10mm。
[0019]可选地，所述丝杆的螺距为8?16mm。
[0020]可选地，所述丝杆的螺距为12mm。
[0021]可选地，所述丝杆设置有多线螺纹。
[0022]可选地，所述丝杆设置有三线螺纹。
[0023]与现有技术相比，本实用新型降低了换挡机构的惯性质量，却仍然可以获得换挡过程中良好的惯性效果，惯性质量的降低又节省了汽车油耗；同时，本实用新型惯性质量与联动线缆的共轴设计，又有利于汽车的紧凑封装设计，减少安装空间。
【附图说明】
[0024]图1为现有的一种换挡机构配置的内部结构图；
[0025]图2是现有的另一种换挡机构配置的剖面结构示意图；
[0026]图3是本实用新型实施例的换挡机构的内部结构图；
[0027]图4是本实用新型实施例的换挡机构进行换挡操作时的动作示意图；
[0028]图5为本实用新型实施例的换挡机构进行另一换挡操作时的动作示意图；
[0029]图6是本实用新型实施例提供的换挡机构与现有技术方案惯性质量与角速度之间关系的对比示意图。
【具体实施方式】
[0030]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]惯性与质量以及速度的平方成正比。同时，质量和封装空间又是汽车制造商们会着重考虑的设计要点。例如，汽车制造商通常都比较关注如何降低汽车的惯性质量以节约燃料、改善汽车运行性能。因此，最有效的实现有效惯性的方法是以较小的质量配合以较高的运行速度。
[0032]本实用新型提供的换挡机构能够明显降低汽车惯性质量同时又可实现有效惯性，并且该换挡机构所占空间较小，适宜汽车封装的紧凑性。
[0033]图3是根据本实用新型实施例提供的换挡机构内部结构示意图。如图3所示，换挡机构包括安装结构10，变速杆12，联动线缆和惯性结构。
[0034]所述安装结构10用于容置换挡机构的多个部件的安装，且适于整体安装到汽车车体内。
[0035]所述变速杆12位于安装结构10内的下端以枢轴方式连接一球形接头24，使得该变速杆12能够在前后方向上活动，并带动位于球形接头24另一端的联动线缆运动。
[0036]所述联动线缆包括线缆22，丝杆26以及套管18。其中，线缆22 —端枢接于球形接头24，如此，枢接于球形接头24另一端的变速杆12的移动将带动联动线缆一起动作；线缆22另一端以可活动方式贯穿安装结构10的一侧并套设于套管18之中，所述套管18位于安装结构10外部；在位于所述线缆22与套管18之间的位置设置有带螺纹的丝杆26。
[0037]所述惯性结构套装于所述联动线缆上，且与联动线缆共轴设计。所述惯性结构包括固定部分和可转动部分，所述惯性结构的可转动部分用以提供汽车换挡时候的惯性质量，所述固定部分用于将该惯性结构与安装结构10进行连接。所述共轴设计指的是，所述联动线缆轴向贯穿于惯性结构的可转动部分的中心。
[0038]所述丝杆26可以移动贯穿于所述惯性结构，并进而带动所述惯性结构的可转动部分旋转，所述惯性结构的可转动部分以联动线缆为轴心线旋转。作为本实用新型的一个实施例，所述丝杆26与惯性结构之间螺纹耦合。
[0039]作为本实用新型的一个实施例，所述惯性结构的可转动部分为惯性轮28，所述惯性结构的固定部分为轴承20。所述轴承20的外圈固定在安装结构10上，所述惯性轮28固定到轴承内圈的外侧，并且所述惯性轮28的中心与轴承的中心重合，并适合丝杆26穿过该中心轴向移动。
[0040]所述惯性轮28轴向受限于轴承20，惯性轮28可以在与联动线缆的轴向垂直的平面上旋转。
[0041]较佳地，所述丝杆26具有较大的螺距(long pitch)或具有多线螺纹(multistart)，如此可以使所述丝杆26对惯性轮28的轴向载荷较小。作为本实用新型的一个实施例，所述丝杆26为三线螺纹，其螺距大约为8?16mm，例如为12mm。
[0042]作为本实用新型的一个实施例，所述惯性轮18的直径大约为40?60mm，厚度大约为6-10mm，例如为8mm。因此，本实用新型提供的换挡机构，其惯性质量所占空间较小，并且与联动线缆采用平行的共轴设计，降低了封装尺寸，适合于封装在车体内。
[0043]本实用新型提供的换挡机构，在进行换挡操作时，惯性结构和联动线缆组合能够使得联动线缆横向运动以提供变速杆的档位选择。
[0044]图4和图5为本实用新型实施例的换挡机构进行换挡操作时的动作示意图。以下，将结合图4和图5介绍在进行换挡操作时换挡机构的动作。
[0045]当进行第一次换挡操作时，汽车司机如图4所示方向推动变速杆12，由于变速杆12通过球形接头24与联动线缆耦接，因此也迫使联动线缆如图4所示方向移动一段距离，该联动线缆的移动带动丝杆26在惯性轮28中轴向移动。由于丝杆26与惯性结构为螺纹耦合，丝杆的移动进而引起惯性轮28旋转，惯性轮28在该丝杆移动的前后方向上受到轴承20的固定限制，如此，使得惯性轮28加速，进而累积惯性。该旋转速度将一直保持直到联动线缆满足换挡啮合到下一组齿轮时的槽口切换阻力。由于联动线缆的平滑移动受到惯性轮的阻碍，惯性轮的惯性有助于它朝着全齿啮合持续运动。
[0046]当需要进行第二次换挡时，汽车司机如图5所示箭头方向拉动变速杆12，进而带动该联动线缆上的丝杆26从惯性轮28中如图5所示方向被抽出，进而惯性轮相对于图4旋转方向反方向加速，进而有助于换挡操作朝着全齿啮合持续运动。
[0047]对于螺距为12mm的丝杆且所述联动线缆的导程为36mm的情况，惯性轮在换挡操作中大约转3圈。
[0048]图6是根据本实用新型实施例提供的换挡机构与现有技术方案惯性质量与角速度之间关系的对比示意图。图中A点表示前述现有技术的换挡机构其惯性质量与角速度之间关系，其中A点惯性质量大约为0.8kg，其对应的角速度为0.2rad/s ；B点表示另一现有技术方案的惯性质量与角速度之间的关系，其中B点惯性质量大约为0.6kg，其对应的角速度为lOrad/s ;C点表示本实用新型技术方案的惯性质量与角速度之间的关系，其中C点惯性质量大约为0.2kg，其对应的角速度为38rad/s。
[0049]因此，从图6的对比示意图可以看出，采用本实用新型实施例提供的换挡机构，其惯性质量(0.2kg)远远低于现有技术中惯性质量(1kg)。
[0050]本实用新型变速杆旋转角度大约为1000度，远远高于现有技术的旋转角度(例如图1所示40度)，因此，较高的速度和角度可以得到较高的惯性。
[0051]本实用新型提供的换挡机构，其惯性结构紧凑，且惯性轮的直径只有约40?60mm，且被配置为与联动线缆共轴，因此在车体内不会占用太多的封装空间。
[0052]本实用新型提供的惯性轮和丝杆组合以有效且紧凑的方式增加换挡机构的惯性效率，且降低惯性质量，能够充分满足汽车制造商的需要。
[0053]虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种换挡机构，其特征在于，包括: 安装结构； 变速杆，所述变速杆的一端位于安装结构内，且以枢轴方式与联动线缆的一端连接； 联动线缆，一端枢接于所述变速杆，另一端以活动的方式贯穿安装结构一侧，所述联动线缆包括带有螺纹的丝杆； 惯性结构，套装于所述丝杆上，所述惯性结构包括固定部分和可转动部分，所述固定部分用于将所述惯性结构固定在安装结构上， 当变速杆移动时，所述变速杆带动联动线缆产生移动，进而通过所述丝杆使得所述惯性结构的可转动部分旋转。2.如权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，所述惯性结构的可转动部分为惯性轮，所述惯性轮与所述固定部分的一侧连接，所述惯性轮以联动线缆为轴心线旋转。3.如权利要求2所述的换挡机构，其特征在于，所述惯性结构的固定部分为轴承，所述惯性轮与轴承的内圈固定连接，轴承的外圈与安装结构固定连接。4.如权利要求3所述的换挡机构，其特征在于，所述丝杆与所述惯性结构螺纹耦合，当丝杆移动时，在所述轴承内圈的带动下驱动所述惯性轮旋转。5.如权利要求2所述的换挡机构，其特征在于，所述惯性轮的直径为40?60mm。6.如权利要求2所述的换挡机构，其特征在于，所述惯性轮的厚度为6?10mm。7.如权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，所述丝杆的螺距为8?16mm。8.如权利要求7所述的换挡机构，其特征在于，所述丝杆的螺距为12mm。9.如权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，所述丝杆设置有多线螺纹。10.如权利要求9所述的换挡机构，其特征在于，所述丝杆设置有三线螺纹。
【文档编号】F16H59-02GK204267702SQ201420532209
【发明者】布赖恩帕森 [申请人]上海汽车集团股份有限公司