CN111059273B - 一种纵置式旋钮电子换挡机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纵置式旋钮电子换挡机构，包括换挡旋钮、位于所述换挡旋钮下方、竖直设置的转轴，转轴底部固定有磁铁，转轴与换挡旋钮之间通过竖直设置、可将换挡旋钮的转动力传递至转轴使其绕自身轴线旋转的纵向传动组件相连接，磁铁下方设置有可判断磁铁转动角度的传感器和与传感器电路连接、通过磁铁转动角度判断车辆所处挡位的芯片。本发明型所设计的轴承式纵置旋钮换档机构通过钢制轴承增加配重的方法，改变了声音的共振频率从而提高了换档声音品质。通过对轴承内外圈的纵向限位结构提升了旋钮换档器的稳定性，解决了换档过程中的“晃动”感。选档机构的纵向布置较现有的横向布置换档机构在平面空间节省约30％。

Description

一种纵置式旋钮电子换挡机构

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，具体地指一种纵置式旋钮电子换挡机构。

背景技术

随着新能源车型及智能驾驶技术的发展，电子换档器越来越多的出现在人们的视线中，并在中高端车型上已渐渐崭露头角。其中旋钮电子换档器由于操作新颖、样式美观，极大的迎合了消费者对换档机构“科技”“精致”的需求而得以迅速发展。旋钮电子换档器由于在换档操作时需施加旋转力的特性，往往采用横向布置选档机构来实现换挡，并获得换档操作过程中的档位感。但由于横向选档结构复杂、内部零件多，当换挡机构横向布置时换档器平面空间增大，严重影响周围环境件的布置，也限制了电子换档器小型化、轻量化的发展趋势。此外，横置式的旋钮换档器由于旋钮在纵向缺少限位而容易“晃动”(纵向限位将增大旋转时的摩擦感甚至卡滞)，大大降低了换档器的品质感。最后，当操作旋钮时会产生一个较大的运动撞击音，而目前旋钮换档器多采用全塑料件，容易导致共振而产生较大的声辐射，大大影响了换档的舒适度。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种体积小、稳定性高、换挡声音小的纵置式旋钮电子换挡机构。

为实现此目的，本发明所设计的纵置式旋钮电子换挡机构，包括换挡旋钮，其特征在于：它还包括位于所述换挡旋钮下方、竖直设置的转轴，所述转轴底部固定有磁铁，所述转轴与所述换挡旋钮之间通过竖直设置、可将所述换挡旋钮的转动力传递至所述转轴使其绕自身轴线旋转的纵向传动组件相连接，所述磁铁下方设置有可判断所述磁铁转动角度的传感器和与所述传感器电路连接、通过所述磁铁转动角度判断车辆所处挡位的芯片。

进一步的，所述纵向传动组件包括与所述换挡旋钮底部同轴固定连接的传动套筒结构，所述转轴的顶部同轴固定有传动齿轮，所述传动套筒结构的底部设有与所述传动齿轮配合的齿面，所述传动套筒结构连接于可使其保持在竖直位置并绕其轴线旋转的支撑结构上。

进一步的，所述支撑结构包括换挡机构壳体，所述换挡机构壳体内固定有竖直设置的支撑柱，所述传动套筒结构包括套筒和固定连接于所述套筒中部周向表面上的定位盘，所述套筒顶部同轴固定有连接架，所述换挡旋钮同轴固定于所述连接架上，所述套筒下部表面上设有所述齿面；所述支撑柱上同轴套设有轴承，所述支撑柱的表面设有支撑所述轴承内圈的轴承内圈定位结构，所述套筒内表面和所述连接架上设有支撑所述轴承外圈的轴承外圈定位结构。

进一步的，所述轴承内圈定位结构包括沿所述支撑柱的表面间隔设置的支撑爪和位于所述支撑爪下方、沿所述支撑柱表面间隔设置的支撑块，所述支撑爪的顶部设有内圈限位凸台，所述轴承的内圈设置于所述支撑块和所述内圈限位凸台之间。

进一步的，所述连接架包括连接架外环座和固定连接于所述连接架外环座内表面的连接架内环座，所述套筒顶部设置于所述连接架外环座与所述连接架内环座之间；所述轴承外圈定位结构包括连接于所述套筒内表面的套筒凸台和所述连接架内环座，所述轴承的外圈设置于所述套筒凸台与所述连接架内环座之间。

进一步的，所述转轴连接于水平设置的固定板上，所述传感器和所述芯片连接于位于所述固定板下方的电路板上。

进一步的，所述固定板上设有转轴支架，所述转轴设置于所述转轴支架内。

进一步的，所述固定板上设有与所述传动套筒结构配合、提供换挡力的换挡导向结构。

进一步的，所述换挡导向结构包括导向杆，所述导向杆的顶部同轴固定有子弹头，所述传动套筒结构的底部开设有与所述子弹头配合的导向槽，所述固定板上设有可向上抵推所述子弹头、使所述子弹头的顶部于所述导向槽的顶面接触的弹性结构。

更进一步的，所述弹性结构包括竖直连接于所述固定板上、顶部开放、底部开孔的导向筒，所述导向杆设置于所述导向筒内，所述导向筒的底面开设有供所述导向杆穿过的过孔，所述导向杆上套设有回位弹簧，所述回位弹簧的顶部连接所述子弹头的底面，所述回位弹簧的底面连接所述导向筒的内壁底面。

本发明的有益效果是：本发明型所设计的轴承式纵置旋钮换档机构通过钢制轴承增加配重的方法，改变了声音的共振频率从而提高了换档声音品质。通过对轴承内外圈的纵向限位结构提升了旋钮换档器的稳定性，解决了换档过程中的“晃动”感。选档机构的纵向布置较现有的横向布置换档机构在平面空间节省约30％；通过二级齿轮放大旋转角度，使得相同霍尔传感器下感应系统精度提高数倍，大大提高了旋钮换档器的可靠性。

附图说明

图1为本发明中换挡机构的爆炸图；

图2为本发明中装置纵向剖面图的轴承定位部分示意图；

图3为本发明中换挡机构组件与感应机构组件的爆炸图；

图4为本发明中装置纵向剖面图的换挡部分示意图；

图5为本发明中传动套筒结构的立体图；

图6为本发明中换挡机构壳体的仰视立体图；

图7为本发明中换挡导向机构的纵向剖视图；

其中，1—换挡旋钮，2—连接架(2.1—连接架外环座，2.2—连接架内环座)，3—轴承，4—传动套筒结构(4.1—套筒，4.2—定位盘，4.3—齿面，4.4—导向槽，4.5—套筒限位凸台)，5—子弹头，6—回位弹簧，7—固定板 (7.1—导向筒，7.2—限位槽座，7.3—转轴支架)，8—传动齿轮(8.1—轴承限位凸台)，9—磁铁，10—传感器，11—芯片，12—换挡机构壳体，13 —下盖板，14—电路板螺钉，15—固定架螺钉，16—转轴，17—支撑柱，18—支撑爪，19—支撑块，20—内圈限位凸台，21—套筒凸台，22—电路板，23—导向杆，24—壳体限位槽。

具体实施方式

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。

如图1—7所示的纵置式旋钮电子换挡机构，包括换挡旋钮1，位于换挡旋钮1下方、竖直设置的转轴16，转轴16底部固定有磁铁9，转轴16 与换挡旋钮1之间通过竖直设置、可将换挡旋钮1的转动力传递至转轴16 使其绕自身轴线旋转的纵向传动组件相连接，磁铁9下方设置有可判断磁铁9转动角度的传感器10和与传感器10电路连接、通过磁铁9转动角度判断车辆所处挡位的芯片11。

纵向传动组件包括与换挡旋钮1底部同轴固定连接的传动套筒结构4，转轴16的顶部同轴固定有传动齿轮8，传动套筒结构4的底部设有与传动齿轮8配合的齿面4.3，传动套筒结构4连接于可使其保持在竖直位置并绕其轴线旋转的支撑结构上。

支撑结构包括换挡机构壳体12，换挡机构壳体12内固定有竖直设置的支撑柱17，传动套筒结构4包括套筒4.1和固定连接于套筒4.1中部周向表面上的定位盘4.2，套筒4.1顶部同轴固定有连接架2，换挡旋钮1同轴固定于连接架2上，套筒4.1下部表面上设有齿面4.3；支撑柱17上同轴套设有轴承3，支撑柱17的表面设有支撑轴承3内圈的轴承内圈定位结构，套筒4.1内表面和连接架2上设有支撑轴承外圈的轴承外圈定位结构。如图4 所示，传动齿轮8顶部设有轴承限位凸台8.1，与换挡机构壳体12内表面配合，传动齿轮8下表面与转轴支架7.3顶部配合，共同限制传动齿轮8的纵向位置。

轴承内圈定位结构包括沿支撑柱17的表面间隔设置的支撑爪18和位于支撑爪18下方、沿支撑柱17表面间隔设置的支撑块19，支撑爪18的顶部设有内圈限位凸台20，轴承3的内圈设置于支撑块19和内圈限位凸台 20之间。

连接架2包括连接架外环座2.1和固定连接于连接架外环座2.1内表面的连接架内环座2.2，套筒4.1顶部设置于连接架外环座2.1与连接架内环座2.2之间；轴承外圈定位结构包括连接于套筒4.1内表面的套筒凸台21 和连接架内环座2.2，轴承3的外圈设置于套筒凸台21与连接架内环座2.2 之间。

转轴16连接于水平设置的固定板7上，传感器10和芯片11连接于位于固定板7下方的电路板22上。

固定板7上设有转轴支架7.3，转轴16设置于转轴支架7.3内。固定板 7上设有与传动套筒结构4配合、提供换挡力的换挡导向结构。换挡导向结构包括导向杆23，导向杆23的顶部同轴固定有子弹头5，传动套筒结构4 的底部开设有与子弹头5配合的导向槽4.4，固定板7上设有可向上抵推子弹头5、使子弹头5的顶部于导向槽4.4的顶面接触的弹性结构。弹性结构包括竖直连接于固定板7上、顶部开放、底部开孔的导向筒7.1，导向杆23 设置于导向筒7.1内，导向筒7.1的底面开设有供导向杆23穿过的过孔，导向杆23上套设有回位弹簧6，回位弹簧6的顶部连接子弹头5的底面，回位弹簧6的底面连接导向筒7.1的内壁底面。

本发明中，套筒4.1顶部与连接架2、连接架2和换挡旋钮1均通过上下卡接传递旋转力，子弹头5上端面与导向槽4.4配合、子弹头5下端面压缩回位弹簧6，回位弹簧6下端面通过导向筒7.1内底面限位，三个固定架螺钉15通过限位槽座7.3固定在换挡机构壳体12上。

为提升操作过程中的可靠性和稳定性，上述选档机构组件均采用双零件对称式分布，即固定架7上左右对称布置两个导向筒7.1，其内部分别放置一个子弹头5及一个回位弹簧6，传动套筒结构4下端面左右分布两个对称的导向槽4.4与两个子弹头5配合。齿面4.3与传动齿轮8配合组成二级齿轮传动，通过齿轮比将换档旋钮1的小角度操作变为传动齿轮8的大角度旋转。

如图5所示，导向槽4.4内凹成“√”型，形成波峰和波谷的坡型结构，保证换挡旋钮1松手后子弹头5在弹力的作用下顺利滑落入波谷。为换挡旋钮1左右旋转时提供档位力和手感；导向槽4.4坡道中段处设置斜度更大的圆弧形陡坡，为旋转的第一段行程提供限位力，当完成第一段行程后提供一个“过坎”的感觉。两个导向槽4.4中间布置套筒限位凸台4.5，如图 6所示，换挡机构壳体12底部设置两个壳体限位槽24，当传动套筒结构4 旋转完成二段行程时，套筒限位凸台4.5一侧端面与壳体限位槽24接触进行限位。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种纵置式旋钮电子换挡机构，包括换挡旋钮(1)，其特征在于：它还包括位于所述换挡旋钮(1)下方、竖直设置的转轴(16)，所述转轴(16)底部固定有磁铁(9)，所述转轴(16)与所述换挡旋钮(1)之间通过竖直设置、可将所述换挡旋钮(1)的转动力传递至所述转轴(16)使其绕自身轴线旋转的纵向传动组件相连接，所述磁铁(9)下方设置有可判断所述磁铁(9)转动角度的传感器(10)和与所述传感器(10)电路连接、通过所述磁铁(9)转动角度判断车辆所处挡位的芯片(11)；

所述纵向传动组件包括与所述换挡旋钮(1)底部同轴固定连接的传动套筒结构(4)，所述转轴(16)的顶部同轴固定有传动齿轮(8)，所述传动套筒结构(4)的底部设有与所述传动齿轮(8)配合的齿面(4.3)，所述传动套筒结构(4)连接于可使其保持在竖直位置并绕其轴线旋转的支撑结构上；

所述支撑结构包括换挡机构壳体(12)，所述换挡机构壳体(12)内固定有竖直设置的支撑柱(17)，所述传动套筒结构(4)包括套筒(4.1)和固定连接于所述套筒(4.1)中部周向表面上的定位盘(4.2)，所述套筒(4.1)顶部同轴固定有连接架(2)，所述换挡旋钮(1)同轴固定于所述连接架(2)上，所述套筒(4.1)下部表面上设有所述齿面(4.3)；所述支撑柱(17)上同轴套设有轴承(3)，所述支撑柱(17)的表面设有支撑所述轴承(3)内圈的轴承内圈定位结构，所述套筒(4.1)内表面和所述连接架(2)上设有支撑所述轴承外圈的轴承外圈定位结构。

2.如权利要求1所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述轴承内圈定位结构包括沿所述支撑柱(17)的表面间隔设置的支撑爪(18)和位于所述支撑爪(18)下方、沿所述支撑柱(17)表面间隔设置的支撑块(19)，所述支撑爪(18)的顶部设有内圈限位凸台(20)，所述轴承(3)的内圈设置于所述支撑块(19)和所述内圈限位凸台(20)之间。

3.如权利要求1所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述连接架(2)包括连接架外环座(2.1)和固定连接于所述连接架外环座(2.1)内表面的连接架内环座(2.2)，所述套筒(4.1)顶部设置于所述连接架外环座(2.1)与所述连接架内环座(2.2)之间；所述轴承外圈定位结构包括连接于所述套筒(4.1)内表面的套筒凸台(21)和所述连接架内环座(2.2)，所述轴承(3)的外圈设置于所述套筒凸台(21)与所述连接架内环座(2.2)之间。

4.如权利要求1所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述转轴(16)连接于水平设置的固定板(7)上，所述传感器(10)和所述芯片(11)连接于位于所述固定板(7)下方的电路板(22)上。

5.如权利要求4所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述固定板(7)上设有转轴支架(7.3)，所述转轴(16)设置于所述转轴支架(7.3)内。

6.如权利要求4或5所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述固定板(7)上设有与所述传动套筒结构(4)配合、提供换挡力的换挡导向结构。

7.如权利要求6所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述换挡导向结构包括导向杆(23)，所述导向杆(23)的顶部同轴固定有子弹头(5)，所述传动套筒结构(4)的底部开设有与所述子弹头(5)配合的导向槽(4.4)，所述固定板(7)上设有可向上抵推所述子弹头(5)、使所述子弹头(5)的顶部于所述导向槽(4.4)的顶面接触的弹性结构。

8.如权利要求7所述的纵置式旋钮电子换挡机构，其特征在于：所述弹性结构包括竖直连接于所述固定板(7)上、顶部开放、底部开孔的导向筒(7.1)，所述导向杆(23)设置于所述导向筒(7.1)内，所述导向筒(7.1)的底面开设有供所述导向杆(23)穿过的过孔，所述导向杆(23)上套设有回位弹簧(6)，所述回位弹簧(6)的顶部连接所述子弹头(5)的底面，所述回位弹簧(6)的底面连接所述导向筒(7.1)的内壁底面。

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