CN100400935C

CN100400935C - 换档杆机构

Info

Publication number: CN100400935C
Application number: CNB038158388A
Authority: CN
Inventors: G·A·杰克逊
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-07-03
Also published as: GB0215471D0; JP4288504B2; EP1520125A1; ES2283825T3; CN1666045A; DE60313174D1; WO2004005766A1; BR0311864A; PL373801A1; JP2005537170A; ATE359458T1; US20050172749A1; AU2003251154A1; EP1520125B1; DE60313174T2

Abstract

本发明公开了一种换档杆机构(10)，该机构包括一具有一纵向轴线(14)的箱体(12)，以及一具有第一末端(18)、第二末端(20)和一纵向轴线(22)的杆(16)。机构(10)还包括枢转装置(24)和偏压装置(26)。枢转装置(24)附装在杆(16)上并设置在一保持座(38)中，并且可以在其中枢转。保持座(38)设置在箱体(12)中。偏压装置(26)设置在杆(16)上并且可在杆(16)上提供一偏压力以推动杆进入一预定位置。

Description

换档杆机构

技术领域

本发明涉及换档杆/变速杆机构，尤其涉及支承换档杆并将换档杆偏压在一优选位置内的(部件)。

技术背景

通常，传动系中传动比的改变是通过作用在该传动系中的一组变速器拨叉(transmission fork)上的一换档触销(shift finger)实现的。该换档触销受一在该传动系外部延伸并被支承在一支承机构中的换档杆作用。

通常，在后轮驱动的车辆中，换档杆可以在传动系上直接操作并安装在一个箱体中，该换档杆从该箱体的顶部伸出。在前轮驱动的车辆中，以及在后轮驱动的车辆的某些情形中，根据传动系相对于驾驶员座位的位置，换档杆通常可以通过一遥控换档组件遥控地操作该传动系。该遥控换档组件通常包括一系列的杆，或其他部件例如与换档杆相连的钢丝或液压机构。

已知的换档杆支承机构包括一设置在该换档杆上的扩大的球面部分。该球面部分放置在该机构的一保持座(retaining cup)中并且可以通过球面与球面的接合而在其中枢转以执行换档操作。该保持座被容纳在一箱体中，该换档杆从该箱体伸出。

换档杆机构通常还包括偏压装置，当该杆从一预定的空档位置换档时该偏压装置可以在杆上提供一偏压力。

已知的偏压装置通常包括一对沿直径相对的复位销，该复位销可与杆的相对的侧面接触。该复位销沿与处于被偏压的空档位置的杆的轴线垂直/成横向的轴线放置，并且可以在杆的侧面的较低区域上施加一偏压力。由于制造公差，通常在每个侧面和与其相互作用的复位销之间存在一间隙。

在使用中，杆从空档位置开始的枢转移动使它紧靠相关的复位销，并且随着杆的进一步移动，它克服一弹簧的偏压力而移动复位销，从而在杆上施加一个促使杆回到空档位置的回复力。

上述已知机构由于偏压装置而使杆进行不需要的运动，该偏压装置采取复位销的形式并且仅设置在相对于杆的位移的有限方位上。为了获得一完全被偏压的杆，需要在杆可发生位移的每个方向上放置一复位销，这明显是不经济的，因为每个复位销都需要在箱体上加工出一个该销被放置于其中的孔。

此外，在杆的每个侧面和与其相互作用的复位销之间的间隙转化为并不需要的杆的运动，这一点使用者可感觉到。

而且，复位销垂直于箱体的纵向轴线放置，以及该销提供需要的偏压力所需的行程长度限定了该机构的整体最小宽度。

US3064493A公开了一种安装在枢转装置上的换档杆。该枢转装置包括一个由两部分组成的球体，一凸轮机构和一用于保持球体的两个部分与一相配合的球窝接触的弹簧。该凸轮机构通过球体施加作用以便将换档杆保持在一个位置中。

但是，这种换档杆机构存在以下缺点，即杆仅被偏压在一个侧向平面上，并且该偏压凸轮机构设置在球体中。因此，这种换档杆机构的侧向尺寸是由从该机构的纵向轴线径向向外伸出的该机构的部件所限定的。此外，由于该偏压机构设置在枢转装置中，所以这种换档杆机构的制造较为复杂。

当将杆移至预定位置包括空档位置时，使用者希望体验确信感和位置的确定性。

此外，需要提高换档杆机构的工作效率并降低与其制造有关的成本。

而且，需要一个紧凑的机构，该机构的尺寸不由从箱体的纵向轴线沿径向向外伸出的该机构的部件所限定。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能给使用者提供确信感和杆的位置确定性的换档杆机构。

本发明还有一个目的是提供一种工作效率提高的换档杆机构。

此外，本发明的一个目的是提供一种具有相对较低的制造成本的换档杆机构。

而且，本发明的一个目的是提供一种紧凑的换档杆机构，该机构的尺寸不由从箱体的纵向轴线沿径向向外伸出的该机构的部件所限定。

根据本发明，(提供)一种换档杆机构，该机构包括一杆，适于使杆从空档位置枢转至多个枢转选档位置的枢转装置，以及与杆同轴地设置在杆上并可以将杆偏压至所述空档位置的偏压装置，其特征在于，该偏压装置包括一具有一支承面的第一部件，一与该杆同轴设置并具有一端面和一偏压面的第二部件，一设置在该杆上并固定于其上以从该处沿径向向外伸出的第三部件，以及一与该杆同轴设置并布置成在该偏压面和第三部件之间延伸的偏压部件，其中，在该杆从空档位置枢转至一选档位置时，该第二部件的端面靠在第一部件的支承面上以产生一回复偏压力，该偏压力通过该弹簧和该第三部件施加在该杆上，从而将杆偏压至空档位置。

该偏压装置可以设置在杆上以便它与杆同轴。

该偏压部件可以是一弹簧。

该换档杆机构可包括一箱体，一具有一纵向轴线的杆，适于使杆枢转到多个位置的枢转装置，以及可将杆偏压在至少一个偏压位置的偏压装置，其特征在于，该偏压装置能在相对于杆的纵向轴线的基本非垂直的方向上施加一偏压力。

该换档杆机构可包括一箱体，一具有一纵向轴线的杆，适于使杆枢转到多个位置的枢转装置，以及可将杆偏压在至少一个偏压位置的偏压装置，其特征在于，该偏压装置适于施加一偏压力以抵抗该杆沿任何方向的移动。

该箱体包括一纵向轴线，并且所施加的偏压力的方向可以基本是该箱体的纵向轴线的方向。在处于偏压位置时，该纵向轴线可位于与可施加偏压力的方向基本相同的方向。

该杆优选地穿过该第一、第二、第三和偏压部件以便与其形成一基本同轴的布置，该偏压部件可包括一弹簧。

该第一部件有利地适于与止动装置相接合，该止动装置优选地设置在该箱体上，更优选地设置在该箱体的内壁上。该止动装置可包括一直径小于箱体内壁(直径)的区域，该区域可以是与第一部件接合的一支座(abutment)的形式。

该止动装置可阻止第一部件沿至少一个方向的枢转移动。

或者，该止动装置可以设置在杆上，或者在它与其操作连接的一传动系内。

该换档杆机构还可以包括与第一偏压装置相同的第二偏压装置。

该枢转装置可以设置在杆上的第一和第二偏压装置之间。

该枢转装置可包括一球面部件，该球面部件有利地设置在一保持座中并可通过与保持座球面对球面的接合而在其中枢转运动。

该球面部件可以固定在杆上，从而在杆上形成一枢转点。该球面部件可以通过一固定销/保持销固定在杆上。或者，该球面部件可以形成杆的整体的一部分。

该杆可以伸出该球面部件以便与其形成一基本同轴的布置。

该球面部件优选地设置在杆上的第一和第二末端之间。

该球面部件优选由塑料材料构成。或者，该球面部件可以由金属材料构成。

该保持座可以由塑料材料构成。或者，该保持座可以由金属材料构成。

该保持座可以设置在箱体中并可由多于一个的部件组成。

附图说明

现在将通过示例并参考附图对本发明做进一步说明，其中：

图1是通过A-A截面的根据本发明的换档杆机构，其中示出位于一偏压空档位置的杆；

图2是通过B-B截面的图1中的换档杆机构，其中示出位于一空档位置的杆；

图3是通过B-B截面的图1和2中的换档杆机构，其中示出位于空档位置和一预定位置之间且与弹性装置接合的杆；

图4是通过B-B截面的上述图中的换档杆机构，其中示出已克服该弹性装置而位于预定位置上的杆；以及

图5是通过A-A截面的上述图中的换档杆机构，其中示出位于一预定位置的杆。

具体实施方式

参照附图，其中示出一换档杆机构10，该机构包括一具有一纵向轴线14的箱体12，一具有一第一末端18、一第二末端20和一纵向轴线22的杆16，枢转装置24，以及偏压装置26。

箱体12为绕该纵向轴线14形成的圆筒形，并包括一壁28，该壁具有一内表面30和一箱盖32。

杆16由一具有一定外径的细长部件组成，并且在空档位置该杆沿箱体12的纵向轴线14设置在该箱体中。

枢转装置24包括一具有一外球面36的球面部件34，和一具有一内球面40的保持座38。通过球面部件34的外球面36和保持座38的内球面40的接合，该保持座38可以在其中保持球面部件34并使球面部件34可以绕一枢转点42枢转移动。

保持座38可以由两个或更多零件组成以有利于机构的组装。

球面部件34和保持座由塑料材料构成。或者，它们可以由金属材料构成。

杆16穿过球面部件34并通过固定销44而在杆上的第一和第二末端18和20之间固定在该球面部件34上。因此杆16可绕枢转点42枢转。

偏压装置26包括可沿杆16的纵向轴线22移动的第一和第二部件46和48，一相对于杆16固定的第三部件50，以及一设置在第二和第三部件48和50之间的一弹簧52形式的偏压部件。

该偏压装置还包括止动装置54，该止动装置作为一支座56以具有较小直径的区域的形式设置在箱体壁28的内表面30上。该支座56可以形成为保持座38的一部分以降低制造成本。

第一部件46为环形盘的形式，其外径既足够小以便可以在箱体12内沿其纵向轴线14的方向移动，又足够大以便能贴靠在设置在箱体壁28的内表面30上的支座56上。第一部件46还包括一支承面47和一轴向相对的贴靠面49。第一部件46还包括一轴向贯通的孔58。

第二部件48为顶帽形的套筒形式，其具有一延伸至顶端62的外径较小的区域60和一限定一凸缘端66的外径较大的区域64。凸缘端66包括一凸缘端面67和一偏压面69。第二部件48还包括一轴向贯通的孔68。

第三部件50为环形盘的形式，其具有一轴向贯通的孔70。

在组装状态下，杆16穿过第一部件46的孔58。孔58的直径足以比杆16的外径大以使杆16可以设置在除了与该孔垂直之外的位置。

杆16还穿过第二部件48的孔68。孔68的直径大于杆16的外径，以便第二部件48可以沿杆16的纵向轴线22在其外表面上滑动。

第二部件48的凸缘端66设置成使凸缘端面67贴靠第一部件46的支承面47。

杆16还穿过一设置在第三部件50中的孔70。杆16包括一由绕杆的外圆周设置的直径较小的区域所限定的槽71。孔70的直径小于杆16的外表面的直径以使第三部件50进入槽71中，从而相对于杆16纵向固定第三部件50。

弹簧52设置成环绕第二部件48的直径较小的区域60，并且从与凸缘端66的偏压面69相贴靠延伸至与第三部件50相贴靠。

上述枢转和偏压组件通过固定销74和76而被保持在箱体中，该固定销74和76分别设置在杆16上的第一和第二末端18和20的区域内。杆16进一步延伸到第一末端18之外以作为用户界面，并且延伸到第二末端20之外以便与传动系接合。

如图中所示，对杆16的偏压可以通过设置在杆上以抵抗上述第一偏压装置26的第二偏压装置72而得到优化，也就是说，这样枢转装置24设置在杆16上的第一和第二偏压装置26和72之间，从而改进了杆16响应于偏压力的反作用和平衡。

第二偏压装置72包括与第一偏压装置26相同的部件和该部件的相同的装配。

图1和2示出在使用中位于空档位置的杆，其中各个第一部件46基本垂直于杆16的纵向轴线22，并且因而各个弹簧52均被拉伸以支承和平衡处于该空档位置的杆16。

图3和4示出在使用中朝一预定的选档位置移动和位于该位置中的杆，该杆沿由剖面线B-B所限定的第一平面枢转，而图5示出在使用中位于一预定的选档位置的杆16，该杆沿由剖面线A-A所限定的即基本与第一平面垂直的第二平面枢转。

参照图3和4，第一部件46相对于箱体12的纵向轴线14轴向固定，以形成一可与第二部件48接合的支承平台。

在使用中，第三部件50相对于杆16轴向固定，并且在杆发生枢转位移时在靠近杆的枢转方向的弹簧52的一个区域上施加一个力。该施加的力在第三部件50和第二部件48的偏压面69之间压缩弹簧。第二部件48可沿杆16滑动以使杆可以枢转。然而，枢转位移越大，将该第二部件48推向第一部件46的力就越大，该第二部件48通过与第一部件46的接合而防止移动到该第一部件之外。

因此，第二部件的凸缘端面67靠在第一部件的支承面47上，以产生一回复偏压力，该回复偏压力通过弹簧52和第三部件50而施加在杆16上并因此将杆偏压至空档位置。第二部件沿杆的纵向轴线滑动的能力加强了该回复偏压力。

同时，随着第三部件50在靠近杆枢转的方向施加一压缩弹簧52的力，它也在弹簧52上沿直径方向与该压缩力相对施加一相配合的拉伸力，该拉伸力也可以将杆偏压至空档位置。

同时，第二偏压装置可以和上述第一偏压装置同样的方式操作，以便优化杆上的偏压作用的反作用和平衡。

参照图1和5，换档杆机构10还包括可以指示杆16设置在空档位置的杆位置指示装置78。

杆位置指示装置78包括一开关80，该开关可与开关致动装置82接合以便当杆16被设置在空档位置时形成一电信号。

开关80包括一连接端84和一接触端86，并沿一从球面部件34径向向外伸出的轴线而设置在箱体12的壁28内。开关80可以沿它沿其设置的轴线移动并朝球面部件34偏压，以便接触端86与球面部件34接触。连接端84与用户界面例如一可视或声音指示器连接。

开关致动装置82包括一设置在开关80的接触端86上的部件88和一设置在球面部件34上的部件接收部90。部件88适当地成形，以便当杆16移动至预定位置时部件88可以越过球面部件34的表面，如图5所示。部件接收部90适当地设置，以便当杆16设置在空档位置时部件接收部90与部件88对齐并在其中接纳部件88，如图1所示，从而在开关80中形成电连接。该电连接形成一致动使用者界面的电信号，从而指示杆16处于空档位置。当将杆放入一倒车档位置时，可以对开关机构定向和定位，以便提供一倒车照明开关或其他倒车档警示装置。

参照图2至4，换档杆机构10还包括弹性装置92，该弹性装置可以对杆16移动到一受限制位置，例如将传动系转换至一倒车档的位置提供阻力。

图2至4示出杆16逐渐移动到该受限制位置。

该弹性装置包括一弹力部件94和一止动件96。

弹力部件94沿从球面部件34向外径向伸出的轴线而设置在箱体12的壁28内。该弹力部件94可以沿它沿其设置的轴线移动并朝球面部件34偏压，以便它与该球面部件34接触。该弹力部件94具有一接触端98，该接触端适当地成形，以便当杆16设置在其它位置时(该接触端)越过球面部件34的表面，并在杆16移动到被限制位置期间与止动件96接合。

止动件96适当地设置在球面部件34上，以便仅在试图将杆16移动到被限制位置时该止动件96与弹力部件94接合。

在使用中，在试图将杆16移动到被限制位置时，弹力部件94与止动件96接合，这对杆16沿被限制位置的方向进一步移动提供了阻力。增加沿被限制位置的方向施加在杆16上的力，足以克服施加在弹力部件94上的偏压力，使弹力部件94可越过止动件96，从而使杆16设置在该被限制位置。

从说明中可以看出，本发明的设计可生产一种非常紧凑的换档杆组件。与已知装置相比它可以降低在传动系上的高度并且更小，这是因为不需要采用大的球面枢转装置，并且该紧凑的偏压装置设置在杆上。

尽管该组件可与一个偏压装置26一起操作，但是优选地在由球面部件34限定的枢转轴线之上有一个偏压装置并在该枢转轴线之下有一个偏压装置72。这给换档操作提供一种更平衡的感觉，并且更易于组件的设计和构造。

在整个本说明的说明书和权利要求书中，单词“comprise”和该词的变体例如“comprising”和“comprises”都是指“包括但不限于”，并且不排除其它部件或整体。

Claims

1.一种换档杆机构(10)，该机构包括一杆(16)，适于使该杆(16)从一空档位置枢转至多个枢转选档位置的枢转装置(24)以及与该杆同轴地设置在该杆(16)上并可将该杆偏压至所述空档位置的偏压装置(26)，

其特征在于，该偏压装置(26)包括一具有一支承面(47)的第一部件(46)，一与该杆(16)同轴地设置并具有一端面(67)和一偏压面(69)的第二部件(48)，一设置在该杆(16)上并固定于其上以便从该处沿径向向外伸出的第三部件(50)，以及一与该杆同轴地设置并布置成在该偏压面(69)和该第三部件(50)之间延伸的偏压部件(52)，其中，在将该杆(16)从该空档位置枢转至一选档位置时，该第二部件的端面(67)靠在该第一部件的支承面(47)上以产生一回复偏压力，该回复偏压力通过该偏压部件(52)和该第三部件(50)而施加在该杆(16)上，从而将该杆偏压至该空档位置。

2.根据权利要求1的换档杆机构，其特征在于，该第二部件可以在该杆的纵向轴线方向上沿该杆的一部分移动。

3.根据权利要求1或2的换档杆机构，其特征在于，该偏压装置可以对该杆提供所有方向上的偏压。

4.根据权利要求1的换档杆机构，其特征在于，该机构包括一具有一支座(56)的箱体(12)，该第一部件设置在该支座上。

5.根据权利要求1的换档杆机构，其特征在于，该偏压部件(52)是一弹簧。

6.根据权利要求1的换档杆机构，其特征在于，该机构包括第二偏压装置(72)。

7.根据权利要求6的换档杆机构，其特征在于，该枢转装置设置在该第一和第二偏压装置之间。

8.根据权利要求7的换档杆机构，其特征在于，该第二偏压装置基本与该第一偏压装置相同，并设置在该杆上以便与该第一偏压装置进行配合操作。