弹簧助力器、离合踏板总成和车辆

摘要

本发明公开了一种弹簧助力器、离合踏板总成和车辆，其包括：用于固定连接到基座的套筒支座；用于与踏板臂铰接的芯轴支座；外侧弹簧，其套设在套筒支座和芯轴支座配合形成的组件外；内侧弹性组件，其置于套筒支座内且与外侧弹簧同轴；以及滑动机构，其设置在套筒支座；在踏板力的作用下芯轴支座能够相对于套筒支座从套筒支座的第一位置轴向运动到套筒支座的第二位置；从第一位置到第二位置的过程中，滑动机构对内侧弹性组件进行压缩及限位；第二位置时，内侧弹性组件脱离滑动机构的限制而能够自由伸展。本发明能在保证合适的踏板行程和合适的最大踏板回位力的前提下，提高离合踏板助力值。

权利要求

1.一种弹簧助力器(100)，其特征在于，包括：

用于固定连接到基座的套筒支座(110)；

用于与踏板臂(300)铰接的芯轴支座(120)；

外侧弹簧(130)，其套设在所述套筒支座(110)和所述芯轴支座(120)配合形成的组件外；

内侧弹性组件(140)，其置于所述套筒支座(110)内且与所述外侧弹簧(130)同轴；以及滑动机构(150)，其置于所述套筒支座(110)内；

在踏板力的作用下所述芯轴支座(120)能够相对于所述套筒支座(110)从所述套筒支座(110)的第一位置(M)轴向运动到所述套筒支座(110)的第二位置(N)，所述第一位置对应踏板行程中的上止点；从所述第一位置(M)到所述第二位置(N)的过程中，所述滑动机构(150)对所述内侧弹性组件(140)进行压缩及限位；所述第二位置(N)时，所述内侧弹性组件(140)脱离所述滑动机构(150)的限制而能够自由伸展，所述内侧弹性组件(140)自由伸展所提供的弹力作为踏板行程过程中的拐点到下止点之间助力。

2.如权利要求1所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述外侧弹簧(130)在所述踏板行程中的上止点时的长度小于所述第二位置(N)时的长度；

所述外侧弹簧(130)在所述踏板行程中的拐点时的长度小于所述第一位置(M)时的长度。

3.如权利要求1或2所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，从所述第一位置(M)到所述第二位置(N)的过程中，在所述芯轴支座(120)驱动作用下所述滑动机构(150)相对于所述套筒支座(110)沿所述套筒支座(110)的径向滑动。

4.如权利要求3所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述滑动机构(150)的数量至少为两个，分别布置在所述芯轴支座(120)的外侧。

5.如权利要求4所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述滑动机构(150)包括：U形滑块(151)，其嵌入设置在所述套筒支座(110)的内壁并能相对于所述套筒支座(110)沿所述套筒支座(110)的径向滑动，且开口朝向所述套筒支座(110)的轴线设置；

矩形滑块(152)，其容置在所述U形滑块(151)的开口中并能相对于所述U形滑块(151)沿所述套筒支座(110)的径向滑动；以及弹性件(153)，其设置在所述U形滑块(151)的封闭端，用于对所述U形滑块(151)的径向运动形成弹性支承。

6.如权利要求5所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述U形滑块(151)靠近所述第二位置(N)且能与所述芯轴支座(120)相接触的端面为倾斜面。

7.如权利要求1或2所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述内侧弹性组件(140)包括：弹簧机构(141)；以及

弹簧套(142)，其倒扣在所述弹簧机构(141)外；

所述弹簧套(142)的外壁与所述套筒支座(110)的内壁相适配，顶部与所述芯轴支座(120)抵接或分离。

8.如权利要求7所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述弹簧套(142)的顶部具有：凸台(143)，从所述第一位置(M)到所述第二位置(N)的过程中，所述凸台(143)与所述滑动机构(150)相抵接；以及导向结构(144)，用于使所述弹簧套(142)沿所述套筒支座(110)的轴向运动。

9.如权利要求1或2或8所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述芯轴支座(120)包括：芯轴部(121)；以及

侧向抵接部(122)，其设置在所述芯轴部(121)的外表面，用于与所述滑动机构(150)相抵接。

10.如权利要求9所述的弹簧助力器(100)，其特征在于，所述芯轴部(121)的底面开设有朝所述套筒支座(110)的轴向向上延伸的导向槽(125)，该导向槽(125)与所述导向结构(144)相适配。

11.一种离合踏板总成，包括踏板支架(200)、踏板臂(300)和弹簧助力器，其中：所述踏板臂(300)铰接在所述踏板支架(200)；所述踏板臂(300)的末端设置有踏板垫，首端与所述离合助力器铰接；其特征在于，所述弹簧助力器为权利要求1至10中任一项所述的弹簧助力器(100)。

12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的弹簧助力器(100)。

说明书

弹簧助力器、离合踏板总成和车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种弹簧助力器、离合踏板总成和车辆。

背景技术

[0002] 离合器是进行手动变速汽车的车速变化的重要部件，同时，离合器的使用也起到了分配动力、保障制动等多种重要用途。目前对汽车操纵系统的舒适性要求越来越高，离合踏板作为换挡时频繁操纵的装置之一，其操纵舒适性对驾驶员而言显然非常重要，若具备良好的操纵性能，一方面能够降低驾驶员的操纵强度，另一方面能够给人以操纵舒适感。为保证离合操作舒适性，踏板行程也不能过长，不能通过无限制的加大离合踏板杠杆比来降低踏板力，此时就需要加大离合踏板助力值。

[0003] 传统的离合踏板都带有弹簧助力器，完成包括图1示出的从上止点A到下止点B的踏板行程，上止点A(初始状态，如图2a所示)到下止点B(如图2c所示)之间的行程中具有一个拐点C。在整个踏板行程过程中弹簧助力器处于压缩状态，在过拐点C(如图2b所示)前，对踏板起阻力作用(回弹力)，过拐点C之后对踏板起助力作用。

[0004] 然而，目前的离合器采用液压系统，由于受到离合踏板最大回位力和踏板末段助力值不能过大的限制，最大有效助力只能做到15～25N左右。仍然面临着踏板回弹力大，助力效果小的问题，造成驾驶员在踩踏过程中感到力变率增大，脚感不舒服，易疲劳。

[0005] 因此希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种改进后的弹簧助力器、离合踏板总成和车辆，其能在保证合适的踏板行程和合适的最大踏板回位力的前提下，提高离合踏板助力值。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供一种弹簧助力器，其包括：用于固定连接到基座的套筒支座；用于与踏板臂铰接的芯轴支座；外侧弹簧，其套设在所述套筒支座和所述芯轴支座配合形成的组件外；内侧弹性组件，其置于所述套筒支座内且与所述外侧弹簧同轴；以及滑动机构，其设置在所述套筒支座；在踏板力的作用下所述芯轴支座能够相对于所述套筒支座从所述套筒支座的第一位置轴向运动到所述套筒支座的第二位置；从所述第一位置到所述第二位置的过程中，所述滑动机构对所述内侧弹性组件进行压缩及限位；所述第二位置时，所述内侧弹性组件脱离所述滑动机构的限制而能够自由伸展。

[0008] 进一步地，所述外侧弹簧在所述踏板行程中的上止点时的长度小于所述第二位置时的长度；所述外侧弹簧在所述踏板行程中的拐点时的长度小于所述第一位置时的长度。

[0009] 进一步地，从所述第一位置到所述第二位置的过程中，在所述芯轴支座驱动作用下所述滑动机构相对于所述套筒支座沿所述套筒支座的径向滑动。

[0010] 进一步地，所述滑动机构的数量至少为两个，分别布置在所述芯轴支座的外侧。

[0011] 进一步地，所述滑动机构包括：U形滑块，其嵌入设置在所述套筒支座的内壁并能相对于所述套筒支座沿所述套筒支座的径向滑动，且开口朝向所述套筒支座的轴线设置；矩形滑块，其容置在所述U形滑块的开口中并能相对于所述U形滑块沿所述套筒支座的径向滑动；以及弹性件，其设置在所述U形滑块的封闭端，用于对所述U形滑块的径向运动形成弹性支承。

[0012] 进一步地，所述U形滑块靠近所述第二位置且能与所述芯轴支座相接触的端面为倾斜面。

[0013] 进一步地，所述内侧弹性组件包括：弹簧机构；以及弹簧套，其倒扣在所述弹簧机构外；所述弹簧套的外壁与所述套筒支座的内壁相适配，顶部与所述芯轴支座抵接或分离。

[0014] 进一步地，所述弹簧套的顶部具有：凸台，从所述第一位置到所述第二位置的过程中，所述凸台与所述滑动机构相抵接；以及导向结构，用于使所述弹簧套沿所述套筒支座的轴向运动。

[0015] 进一步地，所述芯轴支座包括：芯轴部；以及侧向抵接部，其设置在所述芯轴部的外表面，用于与所述滑动机构相抵接。

[0016] 进一步地，所述芯轴部的底面开设有朝所述套筒支座的轴向向上延伸的导向槽，该导向槽与所述导向结构相适配。

[0017] 由于本发明设置了套筒支座和芯轴支座，还设置了套设在套筒支座和芯轴支座配合形成的组件外的外侧弹簧以及置于套筒支座内的内侧弹性组件和滑动机构，在踏板力的作用下芯轴支座能够相对于套筒支座从套筒支座的第一位置轴向运动到套筒支座的第二位置，从第一位置到第二位置的过程中，滑动机构对内侧弹性组件进行压缩及限位，也就是说，可以将第一位置对应为踏板行程中的上止点，从第一位置到第二位置的过程中一直存在踏板回弹力，当到达第二位置的时候，内侧弹性组件脱离滑动机构的限制而能够自由伸展，而内侧弹性组件自由伸展所提供的弹力可以作为踏板行程过程中的拐点到下止点之间助力，而且该弹力仅具有助力效果，因此，通过控制外侧弹簧的压缩量以及内侧弹性组件的压缩量便可以控制踏板回弹力和助力的大小，从而能在保证合适的踏板行程和合适的最大踏板回位力的前提下，提高离合踏板助力值。

[0018] 本发明还提供一种离合踏板总成，其包括踏板支架、踏板臂和弹簧助力器，其中：所述踏板臂铰接在所述踏板支架；所述踏板臂的末端设置有踏板垫，首端与所述离合助力器铰接；所述弹簧助力器为上述各实施例中的弹簧助力器。

[0019] 本发明还提供一种车辆，其包括上述各实施例中的弹簧助力器。

附图说明

[0020] 图1为踏板行程中上止点和下止点的位置示意图；

[0021] 图2a为图1中上止点的位置状态示意图；

[0022] 图2b为图1中拐点的位置状态示意图；

[0023] 图2c为图1中下止点的位置状态示意图；

[0024] 图3为本发明所提供的弹簧助力器的一实施例的结构示意图；

[0025] 图4为图3中的套筒支座的结构示意图；

[0026] 图5为图3中的芯轴支座和外侧弹簧的结构示意图；

[0027] 图6为图3中的内侧弹性组件的分解示意图；

[0028] 图7为图3中的弹簧套的结构示意图；

[0029] 图8为图3中的滑动机构的分解示意图；

[0030] 图9a～9e为图3中的弹簧助力器的工作状态示意图。

[0031] 附图标记：

[0032]100 弹簧助力器 200 踏板支架
300 踏板臂 400 踏板垫
110 套筒支座 120 芯轴支座
130 外侧弹簧 140 内侧弹性组件
150 滑动机构 111 套筒部
112 圆盘部 113 连接部
114 导向条中后 115 径向孔
116 焊接条 121 芯轴部
122 侧向抵接部 123 圆盘部
124 铰接部 125 导向槽
141 弹簧机构 142 弹簧套
143 凸台 144 导向结构
151 U形滑块 152 矩形滑块
153 弹性件 M 第一位置
N 第二位置    

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

[0035] 图3示出的是本发明所提供的弹簧助力器一实施例的结构示意图。如图3所示，该实施例所提供的弹簧助力器包括：套筒支座110、芯轴支座120、外侧弹簧130、内侧弹性组件140和滑动机构150，其中：

[0036] 如图4所示，套筒支座110主要由套筒部111、圆盘部112和连接部113组成，圆盘部112的顶面设置套筒部111，底面设置连接部113。连接部113用于固定连接到基座，该基座指的踏板臂。当然，为了防止套筒部111的磨损，套筒部111的外表面周向间隔分布有导向条
114。

[0037] 如图5所示，芯轴支座120包括芯轴部121、侧向抵接部122、圆盘部123和铰接部124，其中：圆盘部123的顶面设置铰接部124，用于与踏板臂300铰接。圆盘部123的底面设置芯轴部121，芯轴部121插入套筒支座110的空腔中，在踏板力的作用下芯轴支座120能够相对于套筒支座110沿套筒支座110的轴向进行运动，行成类似于活塞和缸筒相配合的组件结构。侧向抵接部122设置在芯轴部121的外表面的两侧，用于与芯轴支座120两侧的滑动机构
150相抵接。

[0038] 外侧弹簧130套设在套筒支座110和芯轴支座120配合形成的组件外，具体地，其套设在套筒支座110的圆盘部112与芯轴支座120的圆盘部123之间的导向条114外。在踏板行程中，外侧弹簧130始终处于发力状态。

[0039] 内侧弹性组件140和滑动机构150均置于套筒支座110内，内侧弹性组件140用于在踏板行程的拐点与下止点之间提供助力。在踏板力的作用下芯轴支座120能够相对于套筒支座110从套筒支座110的第一位置M轴向运动到套筒支座110的第二位置N；从第一位置M到第二位置N的过程中，滑动机构150对内侧弹性组件140进行压缩及限位；第二位置N时，内侧弹性组件140脱离滑动机构150的限制而能够自由伸展。

[0040] 也就是说，可以将第一位置对应为踏板行程中的上止点，从第一位置到第二位置的过程中一直存在踏板回弹力，当到达第二位置的时候，内侧弹性组件脱离滑动机构的限制而能够自由伸展，而内侧弹性组件自由伸展所提供的弹力可以作为踏板行程过程中的拐点到下止点之间助力，而且该弹力仅具有助力效果，因此，通过控制外侧弹簧的压缩量以及内侧弹性组件的压缩量便可以控制踏板回弹力和助力的大小，从而能在保证合适的踏板行程和合适的最大踏板回位力的前提下，提高离合踏板助力值。

[0041] 如图6所示，作为内侧弹性组件140的一种优选实施方式，其包括弹簧机构141和弹簧套142，其中：弹簧机构141可以采用圆柱弹簧或扭簧，其在踏板行程的上止点到拐点之间始终处于被压缩和限位的状态。弹簧套142倒扣在弹簧机构141外，弹簧套142的外壁与套筒支座110的内壁相适配，能够沿着套筒支座110的内壁轴向运动。该轴向运动过程中，弹簧套142的顶部与芯轴支座120抵接或分离。

[0042] 如图7所示，可选地，弹簧套142的顶部具有凸台143和导向结构144，其中：凸台143从第一位置M到第二位置N的过程中，凸台143与滑动机构150相抵接。尽管滑动机构150随着芯轴支座120的轴向运动会相应地沿着套筒支座110的径向滑动，但是由于从第一位置M到第二位置N的过程中，滑动机构150始终阻挡在凸台143的上方，促使弹簧套142在该过程中一直被限位而处于静止状态。

[0043] 导向结构144位于凸台143的顶部，用于使弹簧套142沿套筒支座110的轴向运动。为了与导向结构144相配合，芯轴部121的底面开设有朝套筒支座110的轴向向上延伸的导向槽125，该导向槽125与导向结构144相适配。也就是说，当滑动机构150对凸台143无限位作用的情况下，弹簧套142在弹簧机构141的回复力的作用下，向图中示出的向上的方向弹出，该过程中导向结构144可以起到保证弹簧套142的弹出方向始终保持为套筒支座110的轴向方向的作用。

[0044] 滑动机构150的数量至少为两个，分别布置在芯轴支座120的外侧。从第一位置M到第二位置N的过程中，在芯轴支座120驱动作用下滑动机构150相对于套筒支座110沿套筒支座110的径向滑动，即两滑动机构150向芯轴支座120的两侧移动。

[0045] 图9a示出的是芯轴支座120位于套筒支座110的第一位置M(初始状态)，弹簧套142的顶部与芯轴支座120抵接，第一位置M对应着图2a示出的离合踏板总成在踏板行程中位于上止点时的状态。

[0046] 图9b示出的是随着芯轴支座120轴向运动，弹簧套142的顶部与芯轴支座120分离，滑动机构150向两侧滑动，且依然位于内侧弹性组件140的上方，对内侧弹性组件140形成限位。

[0047] 图9c示出的是芯轴支座120位于套筒支座110的第二位置N，此时，相比于图9a，芯轴支座120向上轴向运动的距离是h，滑动机构150正好运动至与套筒支座110的内表面平齐，因而无法对内侧弹性组件140形成限位，内侧弹性组件140能够脱离滑动机构150的限制，脱离滑动机构150的限制后的内侧弹性组件140不受约束，骤然提供弹力，该弹力可以作为踏板行程过程中的拐点到下止点之间助力。

[0048] 图9d示出的是随着内侧弹性组件140的轴向伸展，弹簧套142的顶部与芯轴支座120抵接，并推动芯轴支座120继续向上运动，直至到达图9e示出的伸展长度。

[0049] 图9e对应着图2c示出的离合踏板总成在踏板行程中位于下止点时的状态，从图9c到图9e对应的是离合踏板从图2b到图2c(即从拐点到下止点的踏板行程)。

[0050] 从上述过程描述可以看出：在图9c示出的h以内，即从第一位置M到第二位置N的行程中，内侧弹性组件140被限位而不发力。在踏板行程的拐点后，使内侧弹性组件140提供助力，那么要求外侧弹簧130在踏板行程中的上止点时的长度小于第二位置N时的长度，并且，外侧弹簧130在踏板行程中的拐点时的长度小于第一位置M时的长度。此种情况下，内侧弹性组件140仅仅在拐点之后具备助力效果，而没有回弹效果，因而能够在保证合适的踏板行程和合适的最大踏板回位力的前提下，提高离合踏板助力值。

[0051] 如图8所示，上述各实施例中，滑动机构150包括U形滑块151、矩形滑块152和弹性件153，其中：U形滑块151嵌入设置在套筒支座110的内壁并能相对于套筒支座110沿套筒支座110的径向滑动，且开口朝向套筒支座110的轴心线设置。矩形滑块152容置在U形滑块151的开口中并能相对于U形滑块151沿套筒支座110的径向滑动。弹性件153设置在U形滑块151的封闭端，用于对U形滑块151的径向运动形成弹性支承。

[0052] 实际上，为了方便安装滑动机构150，套筒支座110的套筒部111贯穿设置有径向孔115，将滑动机构150放入径向孔115中后，再利用焊接条116将径向孔115堵住即可。

[0053] 上述各实施例中，U形滑块151靠近第二位置N且能与芯轴支座120相接触的端面154设置成倾斜面，以利于侧向抵接部122顺畅地滑过端面154。

[0054] 上述各实施例中，为了降低内侧弹性组件140骤然提供弹力时发出的异响，可以在内侧弹性组件140的顶面与芯轴支座120的结合面分别设置诸如橡胶材料制成的减振层。

[0055] 如图1所示，本发明还提供一种离合踏板总成，包括踏板支架200、踏板臂300和弹簧助力器，其中：踏板臂300铰接在踏板支架200。踏板臂300的末端设置有踏板垫400，首端与离合助力器铰接。所述弹簧助力器为上述各实施例中的弹簧助力器100。

[0056] 本发明还提供一种车辆，其包括上述各实施例中的弹簧助力器100，所述车辆的其他部分均为现有技术，在此不再展开描述。

[0057] 最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。