CN110005796A - 换档装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换档装置，通过简单的结构来检测旋转部的旋转位置以及移动部的移动位置。对于换档装置(10)而言，手柄(18)沿上下方向转动而使旋转轴(16)旋转。并且，手柄(18)沿前后方向转动而使动作框(28)滑动。此处，通过同一基板(12)来检测旋转轴(16)的旋转位置以及动作框(28)的滑动位置。因此，能够通过简单的结构来检测旋转轴(16)的旋转位置以及动作框(28)的滑动位置。

Description

换档装置
技术领域
本发明涉及换档体被移动而变更换档体的换档位置的换档装置。
背景技术
对于下述专利文献1所记载的换档切换装置而言，通过传感器来检测换档杆的转动位置，并且换档杆的前端部相对于干部的转动位置通过干部的接点部件与前端部的接点部件来检测。
此处，对于这样的换档切换装置而言，优选能够由简单的结构来检测换档杆等的移动位置。
专利文献1：日本特开2008-57722号公报
发明内容
本发明考虑到上述状况，目的在于获得能够通过简单的结构来检测旋转部的旋转位置以及移动部的移动位置的换档装置。
本发明的第一方式的换档装置具备：设置有被移动而变更换档位置的换档体的换档机构；在上述换档机构设置有至少一个并绕中心轴线旋转的旋转部；在上述换档机构设置有至少一个并被移动的移动部；以及对上述旋转部的旋转位置以及上述移动部的移动位置进行检测的检测体。
对于本发明的第二方式的换档装置而言，在本发明的第一方式的换档装置中，上述换档体被移动而使上述旋转部或者上述移动部绕中心轴线旋转。
对于本发明的第三方式的换档装置而言，在本发明的第一方式或者第二方式的换档装置中，上述移动部被移动而使上述换档体移动。
对于本发明的第四方式的换档装置而言，在本发明的第一方式～第三方式的任一个换档装置中，上述换档体向一个方向被移动而变更上述换档体的换档位置，并且上述换档体向另一个方向被移动而使上述移动部移动。
对于本发明的第五方式的换档装置而言，在本发明的第一方式～第四方式的任一个换档装置中，上述移动部被移动而限制上述换档体的移动。
对于本发明的第六方式的换档装置而言，在本发明的第一方式～第五方式的任一个换档装置中，上述检测体沿着上述旋转部的中心轴线配置。
在本发明的第一方式的换档装置中，在换档机构设置有换档体，换档体被移动而变更换档体的换档位置。另外，换档机构的至少一个旋转部绕中心轴线旋转，并且换档机构的至少一个移动部被移动。
此处，检测体对旋转部的旋转位置以及移动部的移动位置进行检测。因此，能够通过简单的结构来检测旋转部的旋转位置以及移动部的移动位置。
在本发明的第二方式的换档装置中，换档体被移动而使旋转部或者移动部绕中心轴线旋转。因此，检测体检测旋转部或者移动部的旋转位置，从而能够检测换档体的移动位置。
在本发明的第三方式的换档装置中，移动部被移动而使换档体移动。因此，检测体对移动部的移动位置进行检测，从而即使在移动部与换档体分开移动的情况下，也能够检测移动部的移动位置。
在本发明的第四方式的换档装置中，换档体向一个方向被移动而变更换档体的换档位置。
此处，换档体向另一个方向被移动而使移动部移动。因此，检测体对移动部的移动位置进行检测，从而能够对换档体的向另一个方向的移动位置进行检测。
在本发明的第五方式的换档装置中，移动部被移动来限制换档体的移动。因此，检测体检测移动部的移动位置，从而能够检测换档体的移动限制状况。
在本发明的第六方式的换档装置中，检测体沿着旋转部的中心轴线配置。因此，能够缩小旋转部与检测体的在对置方向上的配置尺寸。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的换档装置的从后斜左方观察的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的换档装置的从前斜左方观察的立体图。
图3是表示本发明的实施方式的换档装置的从前方观察的主视图。
图4是表示本发明的实施方式的换档装置的锁定装置等的从后斜右方观察的立体图。
附图标记说明
10...换档装置；12...基板(检测体)；14...换档机构；16...旋转轴(旋转部、移动部)；18...手柄(换档体)；28...动作框(移动部)；38...锁定杆(移动部)；52...第二蜗轮(移动部)。
具体实施方式
图1以从后斜左方观察的立体图来表示本发明的实施方式的换档装置10，图2以从前斜左方观察的立体图来表示换档装置10。并且，图3以从前方观察的主视图来表示换档装置10。此外，在附图中，用箭头FR表示换档装置10的前方，用箭头RH表示换档装置10的右方，用箭头UP表示换档装置10的上方。
本实施方式的换档装置10是所谓柱式的装置，设置于车辆的转向柱，换档装置10的前方、右方以及上方分别朝向车辆的前斜下方、右方以及前斜上方。
如图1～图3所示那样，在换档装置10的下端部设置有作为检测体以及控制体的近似矩形板状的基板12，基板12与上下方向垂直地配置。在基板12电连接有车辆的制动器(省略图示)，通过由车辆的乘坐者(特别是驾驶员)操作制动器，来将车辆制动。
在基板12的上侧设置有换档机构14。
在换档机构14设置有作为旋转部以及移动部的近似圆柱状的旋转轴16，旋转轴16自由旋转(绕中心轴线旋转、移动)地支承于车身侧并且轴向与前后方向平行地配置。在旋转轴16的后端部设置有近似矩形筒状的旋转筒16A，旋转筒16A能够与旋转轴16一体旋转并且内部向左右方向两侧敞开。
作为换档体的近似长条棒状的手柄18的左端(基端)附近从右侧贯通到旋转轴16的旋转筒16A内，手柄18被旋转筒16A支承为能够绕上下方向转动。手柄18以旋转轴16为中心而能够沿上下方向(一个方向，换档方向)在规定范围内转动(移动)，手柄18相对于旋转筒16A能够沿前后方向(另一个方向，选择方向)在规定范围内转动(移动)。手柄18从旋转筒16A向右侧延伸突出，以能够沿上下方向以及前后方向转动的方式向车室延伸突出，手柄18在被乘坐者把持住右端部(前端部)的状态下，能够沿上下方向以及前后方向进行转动操作。另外，通过从上侧向下侧转动操作手柄18，从而手柄18的换档位置依次变更为例如“P”位置(驻车档位置、规定换档位置)、“R”位置(倒档位置)、“N”位置(空档位置)以及“D”位置(驱动位置)。并且，将手柄18向下侧转动操作使旋转轴16向正方向(图1等的箭头A的方向)旋转，并且将手柄18向上侧转动操作使旋转轴16朝反方向(图1等的箭头B的方向)旋转。
在旋转轴16的前部的周围设置有检测装置20。
在检测装置20设置有作为斜齿轮的旋转齿轮22，旋转齿轮22以在同轴上的方式固定在旋转轴16的前端部。在旋转齿轮22的后部一体设置有近似扇形板状的旋转板22A，旋转板22A能够与旋转齿轮22一体旋转，并向左侧突出。在旋转齿轮22的左侧啮合有作为斜齿轮的检测齿轮24，检测齿轮24的轴向与上下方向平行地配置。在手柄18沿上下方向转动时，旋转齿轮22与旋转轴16一体旋转使检测齿轮24旋转。
检测齿轮24的下端部配置于基板12的正上方，基板12对检测齿轮24的旋转位置(在检测齿轮24的下端部固定的磁铁的旋转位置)进行检测而检测旋转齿轮22以及旋转轴16的旋转位置，由此检测手柄18的朝上下方向的转动位置而检测手柄18的换档位置。
在旋转轴16的后部的周围设置有作为限制装置的锁定装置26(参照图4)。
在锁定装置26设置有作为动作部以及移动部的近似U字形框状的动作框28，动作框28配置于旋转轴16的后部的左侧且下侧。动作框28能够沿前后方向滑动(移动)，动作框28的沿上下方向以及左右方向的移动被限制。动作框28向后侧被施力而从前侧抵接于手柄18的左端，对于手柄18而言，左端经由动作框28而向后侧被施力，右端向前侧被施力。因此，通过手柄18在右端部克服作用力而向后侧被转动操作，从而动作框28克服作用力而从后侧的非操作位置向前侧的操作位置滑动。并且，通过手柄18在右端部基于作用力而向前侧转动，从而动作框28基于作用力而从操作位置向非操作位置滑动。动作框28的下端部配置于基板12的正上方，基板12对动作框28的位置(在动作框28的下端部固定的磁铁的位置)进行检测。
在动作框28的右侧且在旋转轴16的下侧设置有作为限制驱动部的锁定马达30，锁定马达30与基板12电连接，通过基板12的控制而被驱动。锁定马达30的输出轴向右方突出，在锁定马达30的输出轴，在同轴上固定有锁定蜗杆32。
在锁定蜗杆32的下侧设置有近似圆柱状的锁定凸轮34，锁定凸轮34的轴向与前后方向平行地配置。在锁定凸轮34的后部，在同轴上设置有锁定蜗轮34A，在锁定蜗轮34A啮合有锁定蜗杆32。因此，通过驱动锁定马达30使锁定蜗杆32旋转，从而锁定凸轮34向锁定方向(图1等的箭头C的方向)以及解除方向(图1等的箭头D的方向)旋转。在锁定凸轮34的前部，在同轴上设置有凸轮面36，凸轮面36朝向前侧。在凸轮面36，从解除方向侧朝锁定方向侧依次设置有锁定面36A、倾斜面36B以及解除面36C，锁定面36A相对于解除面36C配置于后侧，并且倾斜面36B朝随着趋向锁定方向而趋向前侧的方向倾斜。
在锁定凸轮34的下侧的左侧以及右侧分别设置有作为限制部以及移动部的近似矩形柱状的锁定杆38，锁定杆38的轴向与前后方向平行地配置。锁定杆38能够沿前后方向滑动(移动)，锁定杆38的上下方向以及左右方向的移动被限制。在锁定杆38的前端一体设置有柱状的卡合部38A，卡合部38A朝向锁定凸轮34延伸突出。锁定杆38向后侧被施力，而卡合部38A从前侧卡合于锁定凸轮34的凸轮面36。卡合部38A通过锁定凸轮34的旋转而经由倾斜面36B能够与凸轮面36的锁定面36A和解除面36C卡合，卡合部38A与锁定面36A卡合而锁定杆38基于作用力配置在后侧的锁定位置(限制位置)，并且卡合部38A与解除面36C卡合而锁定杆38克服作用力配置于前侧的解除位置。
在锁定杆38的后侧设置有作为被限制部的近似扇形板状的棘爪板40，棘爪板40的上端部固定于旋转轴16。棘爪板40能够与旋转轴16的旋转一体转动，棘爪板40的下表面沿着棘爪板40的转动周向弯曲。在棘爪板40的下表面一体地设置有规定数量(在本实施方式中为三个)的矩形板状的锁定部40A，锁定部40A向棘爪板40的转动径向外侧突出。在锁定杆38配置于解除位置时，锁定部40A与锁定杆38抵接，棘爪板40的转动被卡止的情况下，旋转轴16的旋转被卡止，手柄18的转动(例如从“P”位置向“R”位置的转动)被锁定(限制)。在锁定杆38配置于解除位置时，锁定部40A无法抵接在锁定杆38，棘爪板40的转动未被卡止，从而旋转轴16的旋转未被卡止而允许手柄18的转动(锁定解除)。
在旋转轴16的周围，且在检测装置20与锁定装置26之间，设置有作为移动装置的驱动装置42。
在驱动装置42设置有作为移动驱动部的驱动马达44，驱动马达44配置于旋转轴16的下侧。驱动马达44与基板12电连接，驱动马达44通过基板12的控制而被驱动。驱动马达44的输出轴向后方延伸突出，在驱动马达44的输出轴，在同轴上固定有第一蜗杆46。
第一蜗杆46与左侧的第一蜗轮48啮合，第一蜗轮48的轴向与上下方向平行地配置。在第一蜗轮48的上侧，在同轴上连结有第二蜗杆50，
第二蜗杆50能够与第一蜗轮48一体旋转。
在第二蜗杆50的右侧啮合有作为驱动部以及移动部的近似扇形板状的第二蜗轮52，第二蜗轮52能够转动(移动)地支承于旋转轴16，并且相对于旋转轴16的沿前后方向的移动被限制。第二蜗轮52的旋转被第一蜗杆46、第一蜗轮48以及第二蜗杆50限制，第二蜗轮52配置于基准位置(基准移动位置)。在驱动马达44被驱动时，第一蜗杆46、第一蜗轮48以及第二蜗杆50旋转使第二蜗轮52旋转。在第二蜗轮52的前表面上部一体设置有三棱柱状的旋转突起52A，旋转突起52A向前侧突出。旋转突起52A从检测装置20中的旋转齿轮22的旋转板22A向正方向侧分离，即使手柄18在从“P”位置至“D”位置的范围转动而旋转板22A转动，旋转板22A也无法与旋转突起52A抵接。
在第二蜗轮52的后侧设置有第一斜齿轮54，第一斜齿轮54能够旋转地支承于旋转轴16，并且相对于旋转轴16的沿前后方向的移动被限制。第一斜齿轮54与第二蜗轮52成为一体，第一斜齿轮54与第二蜗轮52的转动一体旋转。
第一斜齿轮54的右侧与第二斜齿轮56啮合，对于第二斜齿轮56而言，轴向与上下方向平行地配置，并且由于第一斜齿轮54旋转而旋转。第二斜齿轮56的下端部配置于基板12的正上方，基板12对第二斜齿轮56的旋转位置(在第二斜齿轮56的下端部固定的磁铁的旋转位置)进行检测，检测第一斜齿轮54的旋转位置，而检测第二蜗轮52的转动位置。
接下来，对本实施方式的作用进行说明。
在以上的结构的换档装置10中，手柄18沿上下方向被转动操作而配置于“P”位置、“R”位置、“N”位置以及“D”位置。另外，在将手柄18沿上下方向转动时，在检测装置20中，旋转齿轮22与手柄18以及旋转轴16一体旋转，使检测齿轮24旋转，从而基板12对检测齿轮24的旋转位置进行检测，而检测手柄18的沿上下方向的转动位置。
并且，通过将手柄18向后侧转动操作，从而锁定装置26的动作框28克服作用力而从非操作位置侧向操作位置滑动。另一方面，通过手柄18未被向后侧转动操作(手柄18的向后侧的转动操作被解除)，从而动作框28通过作用力而从操作位置侧向非操作位置滑动。
在手柄18配置于“P”位置时，在操作了制动器的状态下，手柄18未被向后侧转动操作的情况下(基板12检测到动作框28滑动至非操作位置的情况下)，在锁定装置26中，通过基板12的控制，锁定马达30被驱动，经由锁定蜗杆32使锁定凸轮34向锁定方向(箭头C的方向)旋转，从而锁定杆38配置于锁定位置(在基板12检测到锁定杆38滑动至锁定位置时，通过基板12的控制，将锁定马达30的驱动停止)。因此，棘爪板40的锁定部40A与锁定杆38抵接而棘爪板40的转动卡止，由此旋转轴16的旋转卡止，将手柄18的从“P”位置向“R”位置侧的转动锁定。
在手柄18配置于“P”位置时，在操作了制动器的状态下，在手柄18向后侧被转动操作了的情况下(基板12检测到动作框28滑动至操作位置的情况下)，在锁定装置26中，通过基板12的控制，锁定马达30被驱动，经由锁定蜗杆32使锁定凸轮34向解除方向(箭头D的方向)旋转，从而锁定杆38配置于解除位置(在基板12检测到锁定杆38滑动至解除位置时，通过基板12的控制，将锁定马达30的驱动停止)。因此，棘爪板40的锁定部40A无法抵接于锁定杆38，棘爪板40的转动未被卡止，从而旋转轴16的旋转未被卡止，允许手柄18的从“P”位置向“R”位置侧的转动。
在手柄18配置于“P”位置以外的换档位置时，在手柄18未被向后侧转动操作的情况下(基板12检测到动作框28滑动至非操作位置的情况下)，在锁定装置26中，通过基板12的控制，锁定马达30被驱动，经由锁定蜗杆32使锁定凸轮34向锁定方向(箭头C的方向)旋转，从而锁定杆38配置于锁定位置(在基板12检测到锁定杆38滑动至锁定位置时，通过基板12的控制，将锁定马达30的驱动停止)。因此，棘爪板40的锁定部40A与锁定杆38抵接，棘爪板40的转动被卡止的情况下，旋转轴16的旋转被卡止，将手柄18的转动锁定。
在手柄18配置于“P”位置以外的换档位置时，在手柄18向后侧被转动操作了的情况下(基板12检测到动作框28滑动至操作位置的情况下)，在锁定装置26中，通过基板12的控制，锁定马达30被驱动，经由锁定蜗杆32使锁定凸轮34向解除方向(箭头D的方向)旋转，从而锁定杆38配置于解除位置(在基板12检测到锁定杆38滑动至解除位置时，通过基板12的控制，将锁定马达30的驱动停止)。因此，棘爪板40的锁定部40A无法抵接于锁定杆38，棘爪板40的转动未被卡止，从而旋转轴16的旋转未被卡止，允许手柄18的转动。
在手柄18配置于“P”位置以外的状态下的规定的时机(例如车辆的发动机停止的情况下)，在锁定装置26中，通过基板12的控制，锁定马达30被驱动，经由锁定蜗杆32使锁定凸轮34向解除方向(箭头D的方向)旋转，从而锁定杆38配置于解除位置(在基板12检测到锁定杆38滑动至解除位置时，通过基板12的控制，将锁定马达30的驱动停止)。
然后，在驱动装置42中，通过基板12的控制，驱动马达44被驱动，经由第一蜗杆46、第一蜗轮48以及第二蜗杆50使第二蜗轮52朝反方向(箭头B的方向)转动，从而第二蜗轮52的旋转突起52A按压旋转齿轮22的旋转板22A使旋转齿轮22朝反方向旋转。因此，旋转轴16朝反方向旋转使手柄18向“P”位置转动(恢复)。
在手柄18配置到“P”位置时(在基板12检测到通过检测装置20使手柄18转动至“P”位置时)，通过基板12的控制，驱动马达44被驱动，经由第一蜗杆46、第一蜗轮48以及第二蜗杆50使第二蜗轮52向正方向(箭头A的方向)转动，从而第二蜗轮52向基准位置转动(恢复)。另外，在第二蜗轮52转动时，通过第二蜗轮52经由第一斜齿轮54使第二斜齿轮56旋转，基板12检测第二斜齿轮56的旋转位置，从而检测第二蜗轮52的旋转位置。因此，在检测到第二蜗轮52转动至基准位置时，通过基板12的控制，将驱动马达44的驱动停止。
此处，如上述那样，旋转轴16的旋转位置、动作框28的滑动位置、锁定杆38的滑动位置以及第二蜗轮52的转动位置通过同一基板12来检测。因此，能够通过简单的结构来检测旋转轴16的旋转位置、动作框28的滑动位置、锁定杆38的滑动位置以及第二蜗轮52的转动位置。
并且，旋转轴16的轴向与前后方向平行地配置，并且基板12与上下方向垂直地配置，基板12沿着旋转轴16的中心轴线而配置。因此，与旋转轴16的中心轴线相对于基板12垂直配置的情况不同，能够缩小基板12与旋转轴16的在对置方向(上下方向)上的配置尺寸。
另外，手柄18沿上下方向转动而使旋转轴16旋转。因此，基板12经由旋转齿轮22以及检测齿轮24来检测旋转轴16的旋转位置，由此能够检测手柄18的沿上下方向的转动位置，而能够检测手柄18的换档位置。
并且，旋转轴16与作为斜齿轮的旋转齿轮22以及检测齿轮24连接。因此，即使在基板12沿着旋转轴16的中心轴线配置的情况下，也能够相对于基板12而垂直地配置检测齿轮24的旋转中心轴线，基板12能够适当地检测检测齿轮24的旋转位置，从而能够适当地检测旋转轴16的旋转位置。
并且，相对于旋转轴16的旋转角，通过旋转齿轮22以及检测齿轮24来使检测齿轮24的旋转角增加。因此，基板12对检测齿轮24的旋转位置进行检测，由此能够提高旋转轴16的旋转位置的检测精度，而能够提高手柄18的沿上下方向的转动位置的检测精度。
另外，基板12经由第一斜齿轮54以及第二斜齿轮56来检测第二蜗轮52的转动位置。因此，即使在第二蜗轮52与手柄18、旋转轴16以及旋转齿轮22分开转动的情况下，也能够检测第二蜗轮52的转动位置。
并且，第二蜗轮52与第一斜齿轮54以及第二斜齿轮56连接。因此，即使在基板12沿着第二蜗轮52的转动中心轴线配置的情况下，也能够将第二斜齿轮56的旋转中心轴线相对于基板12而垂直地配置，基板12能够适当地检测第二斜齿轮56的旋转位置，从而能够适当地检测第二蜗轮52的转动位置。
并且，相对于第二蜗轮52的转动角，通过第一斜齿轮54以及第二斜齿轮56来使第二斜齿轮56的旋转角增加。因此，基板12对第二斜齿轮56的旋转位置进行检测，从而能够提高第二蜗轮52的转动位置的检测精度。
另外，手柄18沿前后方向转动使动作框28滑动。因此，基板12对动作框28的滑动位置进行检测，从而能够对手柄18的沿前后方向的转动位置进行检测。
并且，锁定杆38滑动，经由棘爪板40而锁定以及允许手柄18的转动。因此，基板12对锁定杆38的滑动位置进行检测，从而能够检测手柄18的转动的锁定以及允许。
并且，手柄18沿前后方向转动而使动作框28滑动，由此通过锁定马达30的驱动使锁定杆38滑动，而锁定以及允许手柄18的转动。因此，能够不需要将用于使锁定马达30驱动的开关设置于手柄18的右端部(前端部)。由此，能够提高手柄18的设计的自由度，并且能够不需要与该开关连接的线束。并且，不需要进行手柄18的沿上下方向的转动操作和该开关的操作，进行手柄18的沿上下方向以及前后方向的转动操作即可，因此能够提高手柄18的操作自由度。
此外，在本实施方式中，驱动装置42使手柄18向“P”位置转动。然而，驱动装置42也可以使手柄18向“P”位置以外的规定换档位置(例如“N”位置)转动。
并且，在本实施方式中，手柄18(换档体)被转动。然而，换档体也可以绕中心轴线旋转或者滑动。
另外，在本实施方式中，在换档机构14作为旋转部而仅设置旋转轴16。然而，也可以在换档机构14设置多个旋转部。
并且，在本实施方式中，手柄18(换档体)未成为旋转部或者移动部，从而未由基板12被检测位置。然而，换档体也可以成为旋转部或者移动部，而由基板12来检测位置。
另外，在本实施方式中，将换档装置10设置于转向柱。然而，也可以将换档装置10设置于车室的地板部、仪表板或者控制台。

Claims (6)

1.一种换档装置，其中，具备：
设置有被移动而变更换档位置的换档体的换档机构；
在所述换档机构设置有至少一个并绕中心轴线旋转的旋转部；
在所述换档机构设置有至少一个并被移动的移动部；以及
对所述旋转部的旋转位置以及所述移动部的移动位置进行检测的检测体。
2.根据权利要求1所述的换档装置，其中，
所述换档体被移动而使所述旋转部或者所述移动部绕中心轴线旋转。
3.根据权利要求1或2所述的换档装置，其中，
所述移动部被移动而使所述换档体移动。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的换档装置，其中，
所述换档体向一个方向被移动而变更所述换档体的换档位置，并且所述换档体向另一个方向被移动而使所述移动部移动。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的换档装置，其中，
所述移动部被移动而限制所述换档体的移动。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的换档装置，其中，
所述检测体沿着所述旋转部的中心轴线配置。
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