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技术领域

本发明涉及乘用车底盘技术领域，特别涉及一种离合踏板机构。

背景技术

离合器是乘用车行驶过程中经常操作的部件，离合器安装于乘用车的发动 机和变速箱之间，是乘用车传动系直接与发动机相联系的总成件。离合踏板是 离合器的操作装置，是乘用车与驾驶员“人机”交互部分。在乘用车行驶过程中， 驾驶员可以根据需要踩下或松开离合踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐 结合，以切断或传递发动机向变速箱输入的动力。

现有的离合踏板机构一般都包含有带助力回位功能的弹簧机构(圆柱螺旋 扭转弹簧或者螺旋压缩弹簧)，在整个离合踏板行程过程中，弹簧一直处于压缩 状态。弹簧机构在过弹簧机构助力及回位力分界线之前，对离合踏板起到阻力 作用(离合踏板走过的行程为回位行程)，在过弹簧机构助力及回位力分界线之 后，对离合踏板起到助力作用(离合踏板走过的行程为助力行程)。

由于弹簧一直处于压缩状态，使得离合踏板机构受到了离合踏板最大回位 力和末段助力不能过大的限制，所以，在无法进一步增加离合操纵系统杠杆比 的情况下，驾驶员需要作用在离合器的离合踏板上的力较大，离合踏板操作较 为笨重，因此，操作的便利性较低，操作效率较低。

发明内容

为了解决现有离合踏板操作的便利性较低，效率较低的问题，本发明提供 了一种离合踏板机构。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种离合踏板机构，所述离合踏板机构包括：踏板支架、 离合踏板、踏板臂、踏板转轴、拐型结构、圆柱伸缩弹簧和踏板驱动臂；

所述离合踏板与所述踏板臂的一端固定连接；

所述踏板支架设置有弹簧固定轴和拐型固定轴；

所述拐型结构设置有弹簧连接轴、拐型安装孔和驱动臂连接轴，所述拐型 结构通过所述拐型安装孔与所述拐型固定轴连接，所述踏板驱动臂的一端与所 述驱动臂连接轴连接，所述弹簧固定轴的中心与所述拐型固定轴的中心连线的 延长线为所述离合踏板的回位行程与助力行程的分界线；

所述圆柱伸缩弹簧分别与所述弹簧连接轴、所述弹簧固定轴连接；

所述踏板驱动臂通过所述踏板转轴与所述踏板臂固定连接；

所述踏板转轴与所述踏板支架铰接。

可选的，所述弹簧连接轴上设置有带有第一卡口的第一弹簧衬套，所述圆 柱伸缩弹簧的一端的半圆形固定结构卡入所述第一卡口，通过所述圆柱伸缩弹 簧的一端的半圆形固定结构与所述第一卡口的卡合，所述圆柱伸缩弹簧与所述 弹簧连接轴活动连接；

所述弹簧固定轴上设置有带有第二卡口的第二弹簧衬套，所述圆柱伸缩弹 簧的另一端的半圆形固定结构卡入所述第二卡口，通过所述圆柱伸缩弹簧的另 一端的半圆形固定结构与所述第二卡口的卡合，所述圆柱伸缩弹簧与所述弹簧 固定轴活动连接。

可选的，所述拐型固定轴设置有第一卡槽，所述拐型安装孔通过卡入所述 第一卡槽内的第一卡簧与所述拐型固定轴连接。

可选的，所述踏板驱动臂的一端设置有长圆孔，所述长圆孔活动套接在所 述驱动臂连接轴的外侧。

可选的，所述驱动臂连接轴设置有塑料护套，在所述踏板驱动臂的长圆孔 与所述驱动臂连接轴连接时，所述塑料护套位于所述驱动臂连接轴与所述长圆 孔之间。

可选的，所述驱动臂连接轴设置有第二卡槽，所述踏板驱动臂通过卡入所 述第二卡槽内的第二卡簧与所述驱动臂连接轴连接。

可选的，所述弹簧连接轴设置有第三卡槽，所述第一弹簧衬套通过卡入所 述第三卡槽内的第三卡簧与所述弹簧连接轴连接；

所述弹簧固定轴设置有第四卡槽，所述第二弹簧衬套通过卡入所述第四卡 槽内的第四卡簧与所述弹簧固定轴连接。

可选的，所述第一弹簧衬套和所述第二弹簧衬套由塑料制成。

可选的，所述踏板转轴通过螺栓与所述踏板支架铰接。

可选的，所述弹簧固定轴、所述拐型固定轴、所述弹簧连接轴、所述驱动 臂连接轴和所述踏板转轴分别涂抹有润滑脂。

本发明提供了一种离合踏板机构，通过给离合踏板增加拐型结构、圆柱伸 缩弹簧、踏板转轴、踏板驱动臂和踏板臂等助力结构，使离合踏板完成助力行 程与回位行程，相较于现有的离合踏板机构，驾驶员无需在离合踏板上作用较 大的力，离合踏板操作更加轻便，因此，提高了操作的便利性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种离合踏板机构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种离合踏板机构的拐型结构和圆柱伸缩弹簧 的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种离合踏板机构的踏板转轴的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种离合踏板机构的回位行程与助力行程的结 构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种离合踏板处于回位行程时的离合踏板机构 的力分析结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种离合踏板处于助力行程时的离合踏板机构 的力分析结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种离合踏板机构，如图1所示，该离合踏板机构可 以包括：踏板支架01、离合踏板02、踏板臂03、踏板转轴04、拐型结构05、 圆柱伸缩弹簧06和踏板驱动臂07。具体的，离合踏板02与踏板臂03的一端固 定连接；踏板支架01设置有弹簧固定轴011和拐型固定轴012；拐型结构05设 置有弹簧连接轴051、拐型安装孔052和驱动臂连接轴053，拐型结构05通过 拐型安装孔052与拐型固定轴012连接，踏板驱动臂07的一端与驱动臂连接轴 053连接，弹簧固定轴011的中心与拐型固定轴012的中心连线的延长线为离合 踏板的回位行程与助力行程的分界线；圆柱伸缩弹簧06分别与弹簧连接轴051、 弹簧固定轴011连接；踏板驱动臂07通过踏板转轴04与踏板臂03固定连接； 踏板转轴04与踏板支架01铰接。

综上所述，本发明实施例提供的离合踏板机构，通过给离合踏板增加拐型 结构、圆柱伸缩弹簧、踏板转轴、踏板驱动臂和踏板臂等助力结构，使离合踏 板完成助力行程与回位行程，相较于现有的离合踏板机构，驾驶员无需在离合 踏板上作用较大的力，离合踏板操作更加轻便，因此，提高了操作的便利性和 效率。

进一步的，弹簧连接轴上设置有带有第一卡口的第一弹簧衬套，圆柱伸缩 弹簧的一端的半圆形固定结构卡入该第一卡口，通过圆柱伸缩弹簧的一端的半 圆形固定结构与第一卡口的卡合，圆柱伸缩弹簧与弹簧连接轴活动连接；弹簧 固定轴上设置有带有第二卡口的第二弹簧衬套，圆柱伸缩弹簧的另一端的半圆 形固定结构卡入该第二卡口，通过圆柱伸缩弹簧的另一端的半圆形固定结构与 第二卡口的卡合，圆柱伸缩弹簧与弹簧固定轴活动连接。可选的，第一弹簧衬 套和第二弹簧衬套由塑料制成。

拐型固定轴设置有第一卡槽，拐型安装孔通过卡入第一卡槽内的第一卡簧 与拐型固定轴连接。

所述踏板驱动臂的一端设置有长圆孔，该长圆孔活动套接在驱动臂连接轴 的外侧。

驱动臂连接轴套接有塑料护套，在踏板驱动臂的长圆孔与驱动臂连接轴连 接时，塑料护套位于驱动臂连接轴与长圆孔之间。

驱动臂连接轴设置有第二卡槽，踏板驱动臂通过卡入第二卡槽内的第二卡 簧与驱动臂连接轴连接。

弹簧连接轴设置有第三卡槽，第一弹簧衬套通过卡入第三卡槽内的第三卡 簧与弹簧连接轴连接；弹簧固定轴设置有第四卡槽，第二弹簧衬套通过卡入第 四卡槽内的第四卡簧与弹簧固定轴连接。

可选的，踏板转轴通过螺栓与踏板支架铰接。示例的，该螺栓可以为铰接 螺栓。

弹簧固定轴、拐型固定轴、弹簧连接轴、驱动臂连接轴和踏板转轴分别涂 抹有润滑脂。

需要补充说明的是，如图1所示，本发明实施例提供的离合踏板机构的助 力结构包括：踏板臂03、踏板转轴04、拐型结构05、圆柱伸缩弹簧06和踏板 驱动臂07。其中，踏板支架01焊接在离合踏板总成上，作为助力结构的固定基 础。踏板支架01上焊接有弹簧固定轴011和拐型固定轴012，同时固定拐型结 构05和圆柱伸缩弹簧06。弹簧固定轴011和拐型固定轴012的外表面应该保证 足够的圆滑，防止圆柱伸缩弹簧06在弹簧固定轴011上转动时产生的异响和阻 尼力过大，以及防止拐型安装孔052在拐型固定轴012上转动时产生的异响和 阻尼力过大。

如图1所示，拐型结构05焊接有弹簧连接轴051和驱动臂连接轴053，并 设置有拐型安装孔052，弹簧连接轴051和驱动臂连接轴053的外表面，以及拐 型安装孔052的内表面应该保证足够的圆滑，防止圆柱伸缩弹簧06在弹簧连接 轴051上转动时产生的异响和阻尼力过大、踏板驱动臂07在驱动臂连接轴053 上转动时产生的异响和阻尼力过大。拐型结构05通过拐型安装孔052与拐型固 定轴012连接，拐型结构05可以绕拐型固定轴012旋转。同时，将第一卡簧卡 入拐型固定轴012的第一卡槽内，将拐型结构05锁死，防止拐型结构05脱落。 装配完之后，为了降低拐型结构05旋转时的阻尼力，可以在拐型固定轴012上 充分涂抹润滑脂。可以看出，拐型结构05上有三个作用点，一点连接圆柱伸缩 弹簧06，一点连接踏板支架01，一点连接踏板驱动臂07以便将圆柱伸缩弹簧 力06传递至离合踏板02上，该拐型结构利用普通的圆柱伸缩弹簧，实现离合 踏板的助力和回位。图2为关于拐型结构05的结构示意图，拐型结构05焊接 有弹簧连接轴051和驱动臂连接轴053，并设置有拐型安装孔052。此外，011 表示弹簧固定轴，0111表示第二弹簧衬套，06表示圆柱伸缩弹簧。

如图1所示，拐型结构05通过驱动臂连接轴053与踏板驱动臂07上的长 圆孔连接，并绕拐型固定轴012旋转。驱动臂连接轴053可以在踏板驱动臂07 上的长圆孔内自由活动。为了进一步使驱动臂连接轴053在踏板驱动臂07上的 长圆孔内自由活动，驱动臂连接轴053套接有塑料护套，在踏板驱动臂的长圆 孔与驱动臂连接轴连接时，塑料护套位于驱动臂连接轴与长圆孔之间。同时， 将第二卡簧卡入驱动臂连接轴053的第二卡槽内，将踏板驱动臂07沿驱动臂连 接轴053锁死，防止踏板驱动臂07脱落。装配完之后，为了降低踏板驱动臂07 旋转时的阻尼力，可以在驱动臂连接轴053上充分涂抹润滑脂。

如图1所示，圆柱伸缩弹簧06的两端分别与拐型结构05的弹簧连接轴051、 踏板支架01的弹簧固定轴011连接。弹簧连接轴上设置有第一弹簧衬套，弹簧 固定轴上设置有第二弹簧衬套，示例的，第一弹簧衬套和第二弹簧衬套可以由 塑料制成。圆柱伸缩弹簧的两端的半圆形固定结构分别卡入第一弹簧衬套和第 二弹簧衬套与之相配合的卡口内，圆柱伸缩弹簧被固定锁死。装配完之后，第 一弹簧衬套可以绕弹簧连接轴自由旋转，第二弹簧衬套可以绕弹簧固定轴自由 旋转，为了防止第一弹簧衬套和第二弹簧衬套脱落，将第三卡簧卡入弹簧连接 轴的第三卡槽内，将第四卡簧卡入弹簧固定轴的第四卡槽内。同样的，装配完 之后，为了降低第一弹簧衬套和第二弹簧衬套旋转时的阻尼力，可以在弹簧连 接轴051和弹簧固定轴011上充分涂抹润滑脂。如图2所示，弹簧固定轴011 上设置有第二弹簧衬套0111。圆柱伸缩弹簧06的一端的半圆形固定结构卡入第 二弹簧衬套0111与之相配合的卡口内。需要说明的是，图2中的实线部分为离 合踏板机构的上止点位置即回位行程的边界线，虚线部分为离合踏板机构的下 止点位置即助力行程的边界线。

如图1所示，踏板驱动臂07和踏板臂03焊接为一体，可以绕踏板转轴04 旋转，而踏板转轴04可以通过螺栓固定在踏板支架01上，并可以自由旋转。 装配完之后，为了降低踏板驱动臂07和踏板臂03旋转时的阻尼力，可以在踏 板转轴04上充分涂抹润滑脂。图3为关于踏板转轴04的结构示意图。

如图4所示，图4中的实线部分为离合踏板机构的上止点位置a1即回位行 程的边界线，虚线部分为离合踏板机构的下止点位置a2即助力行程的边界线， 上止点位置到下止点位置的区间为离合踏板的整个行程范围，该行程范围分为 回位行程与助力行程两部分。需要说明的是，图4中的各个部件可以参考图1 中的各个部件进行说明，在此不再赘述。

如图5所示，弹簧固定轴011的中心与拐型固定轴012的中心连线的延长 线l为离合踏板的回位行程与助力行程的分界线。图5为离合踏板处于回位行程 时的离合踏板机构的力分析结构示意图，此时，弹簧连接轴051的中心点位于 分界线以上的位置，图1中的拐型结构05驱动踏板臂03绕踏板转轴04旋转， 直至弹簧连接轴051的中心点位于分界线上，该过程中的离合踏板02走过的行 程为回位行程。

如图5所示，图1中的圆柱伸缩弹簧06对于弹簧连接轴051中心的力的大 小为Fa，力臂为La，力的方向为图5中箭头所指示的方向。拐型结构05绕拐 型安装孔052旋转；同时驱动臂连接轴053绕拐型安装孔052旋转，驱动臂连 接轴053对踏板驱动臂07的力的大小为Fb，力臂为Lb，力的方向为图5中箭 头所指示的方向。驱动臂连接轴053推动踏板驱动臂07绕踏板转轴04旋转； 踏板驱动臂07对踏板转轴04的力的大小为Fb，力臂为Lc*cosα，力的方向为 图5中箭头所指示的方向。踏板驱动臂07推动踏板臂03绕踏板转轴04旋转； 踏板驱动臂07对踏板臂03的力的大小为Ft，力臂为Lt，力的方向为图5中箭 头所指示的方向，此时Ft的方向向上，离合踏板02处于回位行程，存在 Fa*La＝Fb*Lb＝Fb*Lc*cosα＝Ft*Lt，则此时离合踏板02的回位力Ft＝Fa*La/Lt， 直至弹簧连接轴051的中心点位于分界线上，离合踏板02的回位行程结束。图 5中带有弧度的虚线GJ1为驱动臂连接轴053的运动轨迹。

当图5中的弹簧连接轴051的中心点位于分界线上时，图1中的圆柱伸缩 弹簧06随着弹簧连接轴051运动，圆柱伸缩弹簧06自身的轴线与分界线重合， 且对拐型安装孔052的力臂La＝0，此时圆柱伸缩弹簧06对整个离合踏板机构的 力矩为零，则踏板臂03既不受回位力，也不受助力。

同样的，如图6所示，弹簧固定轴011的中心与拐型固定轴012的中心连 线的延长线l为离合踏板的回位行程与助力行程的分界线。图6为离合踏板处于 助力行程时的离合踏板机构的力分析结构示意图，踏板臂03接着图5的运动轨 迹绕踏板转轴04继续运动，弹簧连接轴051的中心点越过分界线，位于分界线 之下，离合踏板02的助力行程开始，直至弹簧连接轴051的中心点到达图4中 的下止点位置，该过程中的离合踏板02走过的行程为助力行程。

如图6所示，图1中的圆柱伸缩弹簧06对于弹簧连接轴051中心的力的大 小为Fa’，力臂为La’，力的方向为图6中箭头所指示的方向。拐型结构05绕 拐型安装孔052旋转；同时件驱动臂连接轴053绕拐型安装孔052旋转，驱动 臂连接轴053对踏板驱动臂07的力的大小为Fb’，力臂为Lb’，力的方向为图6 中箭头所指示的方向。驱动臂连接轴053推动踏板驱动臂07绕踏板转轴04旋 转；踏板驱动臂07对踏板转轴04的力的大小为Fb’，力臂为Lc’*cosα，力 的方向为图6中箭头所指示的方向。踏板驱动臂07推动踏板臂03绕踏板转轴 04旋转；踏板驱动臂07对踏板臂03的力的大小为Ft’，力臂为Lt’，力的方 向为图6中箭头所指示的方向，此时Ft’的方向向下，离合踏板02处于助力行 程。存在Fa’*La’＝Fb’*Lb’＝Fb’*Lc’*cosα＝Ft’*Lt’，则此时离合踏板 02的助力Ft’＝Fa’*La’/Lt’，直至弹簧连接轴051的中心点到达图4中的下 止点位置，离合踏板02的助力行程结束。图6中带有弧度的虚线GJ2为驱动臂 连接轴053的运动轨迹。

需要说明的是，在通过图5和图6进行离合踏板的回位行程和助力行程时 的离合踏板机构的力分析的过程中，涉及到的各个部件及其对应的标号可以参 考图1中的各个部件及其对应的标号。

在离合操纵系统杠杆比无法增加且系统无法增加助力装置(乘用车的空间 有限)的情况下，会造成离合踏板操作比较笨重，影响整个车的操作便利性， 降低整个车的使用品质。本发明实施例针对上述情况提出了一种新型的包含助 力结构的离合踏板机构，该离合踏板机构使离合踏板同时具有了助力和回位的 功能，改善了整个车的操作舒适性，其结构紧凑，易加工，易装配，在现有乘 用车的布置空间下即可实现。

需要补充说明的是，现有离合踏板机构使用的圆柱扭转弹簧，在弯制成型 后内圈及外圈均残余有较大的应力，导致助力回位弹簧的自由张角不好控制， 误差较大。而该离合踏板机构使用的普通圆柱伸缩弹簧相较于圆柱扭转弹簧， 其长度方向上的应力更小，工艺控制性更强。

综上所述，本发明实施例提供的离合踏板机构，通过给离合踏板增加拐型 结构、圆柱伸缩弹簧、踏板转轴、踏板驱动臂和踏板臂等助力结构，使离合踏 板完成助力行程与回位行程，相较于现有的离合踏板机构，驾驶员无需在离合 踏板上作用较大的力，离合踏板操作更加轻便，因此，提高了操作的便利性和 效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。