CN111565960B - 换档装置 - Google Patents

Abstract

换档装置(1)具有：换档杆(11)，其被支承为能够根据对换档手柄(111)的操作而转动；以及从动构件(17)，其从动于换档杆(11)的转动动作而转动位移，从动构件(17)由包括设为能够进行与换档杆(11)的转动位移对应的转动位移的球状轴承(17E)的支承结构支承，并且以根据对换档手柄的操作而使作用于磁传感器的磁的作用方向变化的方式驱动磁铁(21)。

Description

换档装置

技术领域

本发明涉及车辆的驾驶员为了选择换档位置而进行操作的换档装置。

背景技术

以往，已知有用于对车辆的原动机输出的旋转进行加减速的自动变速器。作为包含该自动变速器的变速系统，通过信号线将控制自动变速器的车载计算机单元和用于选择换档位置的换档装置连接而成的线控换档的变速系统被实用化。在该变速系统中，表示由换档装置选择的换档位置的电信号被传递到车载计算机单元，根据该电信号控制自动变速器。

作为与线控换档的变速系统对应的换档装置，例如提出了如下装置，即，在能够在换档方向及选档方向上操作的换档杆的后端安装磁铁，并且设置检测磁铁的位移位置的磁传感器(例如，参照下述的专利文献1。)。在该换档装置中，配置有多个磁传感器的传感器基板以与磁铁的位移区域相对的方式配置。在该换档装置中，通过利用多个磁传感器检测换档杆的后端的磁铁的位移位置，从而检测换档杆被操作的换档位置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-223384号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在所述现有的换档装置中，为了能够检测与换档杆的操作对应的磁铁的两个方向(换档方向及选档方向)的位移位置，需要确保供磁铁位移的空间，并且需要与磁铁的位移区域对应地二维地配置磁传感器。由于需要较大尺寸的传感器基板，因此存在装置的紧凑设计的难度增大的问题。

本发明是鉴于所述现有的问题而完成的，提供一种紧凑设计容易的换档装置。

用于解决课题的方案

本发明提供一种换档装置，其为车辆用的换档装置并包括磁传感器与磁铁的组合，该磁传感器检测从外部作用的磁中的至少沿着预定的检测面的成分的作用方向，该磁铁对该磁传感器作用磁，

所述换档装置具有：

操作部，其接受驾驶车辆的人员进行的操作；

操作杆，其设置有该操作部，并且被支承为能够根据对该操作部的操作而转动；以及

从动构件，其从动于所述操作杆的转动动作而转动位移，

该从动构件由至少能够实现与所述操作杆的转动位移对应的转动位移的支承结构支承，并且以根据对所述操作部的操作而使作用于所述磁传感器的磁的作用方向变化的方式驱动该磁传感器和该磁铁中的任一方。

发明效果

在本发明的换档装置中，在操作部被操作了时，检测面上的磁的作用方向变化。在该换档装置中，由于不是根据磁铁的位置变化，而是能够根据磁的作用方向的变化来检测操作，因此确保磁铁的位移空间的必要性低。因此，本发明的换档装置的紧凑设计容易。

附图说明

图1是表示实施例1中的换档装置的立体图。

图2是表示实施例1中的换档装置的结构的组装图。

图3是表示实施例1中的换档杆及基板的结构的第一组装图。

图4是表示实施例1中的换档杆及基板的结构的第二组装图(观察方向与第一组装图不同。)。

图5是表示实施例1中的换档杆及基板的结构的第三组装图(观察方向与第二组装图一致。)。

图6(a)是表示实施例1中的磁铁的结构的立体图(从上表面侧观察时的图。)。

图6(b)是表示实施例1中的磁铁的结构的立体图(从下表面侧观察时的图。)。

图7是实施例1中的换档杆的操作的说明图。

图8是表示实施例1中的磁铁根据换档杆的操作进行的位移的情形的说明图。

图9是表示实施例1中的磁铁与检测面的关系的说明图。

图10是表示实施例1中的其他磁铁之一的说明图。

图11是表示实施例1中的其他磁铁之二的说明图。

图12是表示实施例2中的磁铁与检测面的关系的说明图。

具体实施方式

使用以下的实施例对本发明的实施方式进行具体说明。

(实施例1)

本例是涉及与线控换档的变速系统对应的换档装置1的例子。对于该内容，参照图1～图11进行说明。

图1的换档装置1是用于选择由搭载于车辆的未图示的自动变速器设定的换档范围的操作装置，具备形成驾驶员的把手的换档手柄(操作部)111。换档装置1经由信号线与控制自动变速器的ECU(未图示的车载计算机单元)连接，将由驾驶员对换档手柄111操作的操作信息转换为电信号并向ECU输入。

在例示的换档装置1中，能够选择需要发动机制动时的B范围、前进时的D(驱动)范围、后退时的R(倒档)范围、N(空档)范围。在换档装置1中，如图1那样，设定作为与各换档范围对应的换档手柄111的操作位置的换档位置，通过将换档手柄111向任一个换档位置操作，能够选择性地设定对应的换档范围。需要说明的是，在以下的说明中，例如将与D范围对应的换档位置称为D档位。

在图1的换档装置1中，能够以成为初始位置的H(原位)档位为操作的起点，在沿着车辆的行进方向的换档方向、以及沿着车宽方向的选档方向上操作换档手柄111。在该换档装置1的例子中，从右座驾驶的驾驶员侧观察时，相对于H档位，B档位配置在换档方向近前侧(行进方向相反侧、车辆后部侧)，N档位配置在向选档方向拉近的一侧(右侧)，相对于N档位，R档位配置在与换档方向远端侧(行进方向侧，车辆前侧)对应的位置，D档位配置在与换档方向近前侧对应的位置。

如果将图1所示的H档位作为起点，驾驶员将换档手柄111向位于换档方向近前侧的B档位操作，则能够选择B范围。通过使换档手柄111从H档位沿着选档方向移动而暂时操作到N档位，并在该状态下将换档手柄111向换档方向近前侧的D档位操作，从而能够选择D范围。通过使换档手柄111从H档位沿着选档方向移动而暂时操作到N档位之后，在该状态下将换档手柄111向换档方向远端侧的R档位操作，从而能够选择R范围。需要说明的是，在该换档装置1中，换档手柄111被朝向作为操作的起点的H档位施力。例如，在将换档手柄111操作到D档位之后，当驾驶员将手从换档手柄111离开时，换档手柄111自动地复位到H档位。

如图1～图5那样，该换档装置1是通过壳体13将换档杆11轴支承为能够转动的装置。在换档装置1中，换档杆11从壳体13的上表面突出，在其顶端安装有换档手柄111。换档装置1构成为对换档操作进行磁性检测，将表示换档操作的电信号进行外部输出。

在壳体13的内部(图2～图5)收容有安装了磁传感器IC201的基板2、从动于换档杆(操作杆的一例)11的转动动作的从动构件17等。在基板2上，面向磁传感器IC201的检测面201S，以能够进退位移及旋转位移的状态保持有磁铁21。从动构件17由安装于壳体13侧的枢轴球135(图2)轴支承为能够转动。伴随换档操作的换档杆11的转动动作经由该从动构件17转换为磁铁21的位移动作。并且，换档装置1通过检测伴随磁铁21的位移的磁的作用方向的变化来检测换档操作。以下，对换档装置1的各部分的结构进行说明。

壳体13具有基于罩部13C和底板部13B的分割结构(图2)。通过利用例如螺钉固定等将底板部13B固定于罩部13C，从而形成用于收容换档杆11的轴支承结构、从动构件17、基板2的内部空间。壳体13呈细长的外形形状，相对于车辆沿其前后方向组装。壳体(罩部)13的上表面设置有越靠车辆的前侧越高的呈阶梯状的三级台阶。在与车辆的前侧对应的最高的层131设置有用于贯通配置换档杆11的轴部11S的孔130。另外，在壳体13的后端面设置有用于连接外部线缆(省略图示)的外部连接器2C，该外部线缆用于供给动作电力、或对电子信号进行外部输出。

罩部13C(图1、图2)在上述孔130的内侧具有将换档杆11轴支承为能够转动的球状轴承15的安装部(省略图示)。换档杆11由安装于该安装部的球状轴承15轴支承为能够转动。另外，罩部13C的呈阶梯状的上表面中的中间的层132的内侧成为上述的从动构件17的收容空间。在形成该收容空间的顶部的罩部13C的内周面(顶面)设置有用于将从动构件17轴支承为能够转动的结构。详细而言，如后述，在从动构件17的上端部设置有球状轴承17E。另一方面，在罩部13C的内部空间的顶面，朝向下方立起设置有与从动构件17的球状轴承17E对应的枢轴球135。从动构件17通过基于球状轴承17E和枢轴球135的组合的支承结构，能够进行与换档杆11同样的转动动作。

底板部13B是与罩部13C的底侧的开口形状对应的形状的构件。在与车辆的前侧对应的部分设置有用于对换档操作施加节度感的锁止部13D，在与后侧对应的部分设置有用于安装基板2的空间。锁止部13D形成为朝向车辆的前侧逐渐变高的倾斜状。在锁止部13D的表面穿设有与换档模式对应的锁止槽137。

锁止槽137(图2)是供换档杆11所具备的后述的锁止杆119的顶端部119T嵌入的槽。因此，锁止槽137呈与形成换档手柄111的操作路径的换档模式相似的形状。在锁止槽137的槽底面形成有凹凸(省略图示)，在与H档位、N档位等的换档位置对应的位置分别设置有凹部。并且，在相邻的凹部的间隙形成有较浅的槽底面。

换档杆11隔着球状部110在其上侧设置轴部11S，在其顶端安装有换档手柄111(参照图1。)。隔着球状部110在换档杆11的下侧形成有杆基部11B。杆基部11B除了具有作为用于使换档杆11的重量平衡良好的配重的作用之外，还具有作为用于使从动构件17从动的臂116、117的基部、用于对换档操作施加节度感的锁止杆119的基部的作用等。

在杆基部11B(图2～图5)中，朝向与轴向大致正交的方向立起设置有两个臂116、117。一个臂是用于根据选档方向的换档操作使从动构件17转动的选档臂117。在该选档臂117的顶端设置有球状的驱动部117S。选档臂117朝向相对于换档杆11在壳体13的长度方向(车辆的前后方向、换档方向)上相邻的从动构件17突出。

另一个臂是用于根据换档方向的换档操作使从动构件17转动的换档臂116。换档臂116包括沿着换档方向的中间杆部116M和沿着选档方向的圆柱状的驱动部116C的组合。中间杆部116M位于与壳体13的宽度方向对应的从动构件17的侧方。圆柱状的驱动部116C在中间杆部116M的顶端附近的侧面以朝向从动构件17突出的方式立起设置。通过中间杆部116M和驱动部116C的组合，换档臂116作为整体呈大致L字状。

在杆基部11B中的换档臂116及选档臂117的相反一侧，朝向倾斜下方立起设置有棒状的锁止杆119(图4、图5)。锁止杆119的顶端部119T经由伸缩结构保持于杆主体119B。顶端部119T例如在被收容于锁止杆119的内部的螺旋弹簧(省略图示)朝向顶端侧施力的状态下，被杆主体119B保持。在换档装置中，锁止杆119的半球状的顶端部119T嵌入锁止槽137(图2)。在换档装置1中，通过将锁止杆119的顶端部119T嵌入锁止槽137中，从而换档模式被限制为规定的模式。

在此，对包括锁止杆119和锁止槽137的组合的节度施加机构进行简单说明。在换档手柄111被操作到H档位等任一个换档位置时，锁止杆119的顶端部119T位于锁止槽137的凹部，通过螺旋弹簧的作用力，成为顶端部119T从杆主体119B突出的状态。在将换档手柄111从H档位朝向N档位操作时，锁止杆119的顶端部119T所碰到的槽底面逐渐变浅，因此需要将顶端部119T压入杆主体119B的力，该力成为操作反作用力。然后，当接近N档位时，锁止杆119的顶端部119T所碰到的槽底面逐渐变深。此时，顶端部119T能够从杆主体119B突出，螺旋弹簧逐渐伸长。在该情况下，与将顶端部119T压入杆主体119B的情况相反，与螺旋弹簧的伸长相应地，产生将换档手柄111引入N档位的力。这样，通过由伸缩结构保持于杆主体119B的顶端部119T和在槽底面形成有凹凸的锁止槽137的组合，对换档手柄111的操作赋予节度感。

接着，如上所述，从动构件17(图2～图5)是从动于换档杆11的转动动作而转动的构件。该从动构件17是将换档杆11的转动动作向磁铁21传递的中间构件。在不利用从动构件17的结构的情况下，为了通过换档杆11使磁铁21位移，需要在杆基部11B等的下方、侧方配置磁铁21。另一方面，若利用从动构件17，则能够在远离杆基部11B的位置配置磁铁21。这是由于，该从动构件17具有用于将与换档杆11的转动动作对应的转动动作向与换档杆11不同的位置传递的档位变换器的作用。若利用从动构件17，则能够显著提高包括磁铁21的基板2的设置位置的设计自由度。

从动构件17是在上端部设置有球状轴承17E的构件，能够以收容于该球状轴承17E中的上述枢轴球135(图2)为中心转动。从动构件17具有朝向下方逐渐扩展的形状。在从动构件17的下端设置有用于使磁铁21位移的驱动销17P、驱动狭缝17S。从动构件17的上下方向上的中间位置设置有从换档杆11延伸设置的换档臂116、选档臂117的承接部176、177。

作为换档臂116的承接部的换档承接部176(图3～图5)与换档臂116的顶端的圆柱状的驱动部116C(柱状的构件的一例)对应。换档承接部176是沿着与壳体13的宽度方向对应的选档方向(车宽方向)的一对壁面176S(图5)所相对的狭缝状的空间。换档承接部176的狭缝宽度是能够无间隙地收容换档臂116的圆柱状的驱动部116C的尺寸。

作为选档臂117的承接部的选档承接部177(图4、图5)是收容选档臂117的顶端的球状的驱动部117S的狭缝状的空间。选档承接部177沿着与壳体13的长度方向对应的换档方向(车辆的前后方向)延伸。

驱动销17P(图3～图5)是用于根据换档方向的换档操作使磁铁21旋转位移的驱动部。驱动销17P呈向配置于从动构件17的下侧的基板2突出的轴状，在其顶端设置有球状部171。该球状部171被收容于磁铁21所具备的后述的一对引导壁218的间隙即引导槽214。

驱动狭缝17S(图3～图5)是用于根据选档方向的换档操作使磁铁21进退位移的驱动部。驱动狭缝17S形成沿着换档方向并且朝向下方开口的狭缝状的空间。该驱动狭缝17S收容磁铁21所具备的后述的作用销213。

基板2(图3～图5)是除了磁传感器IC(磁传感器)201之外，还安装有用于生成并输出表示通过换档手柄111的操作而选择的换档位置的电信号的未图示的微型计算机芯片等的电子基板。在与两面安装对应的基板2上，面向壳体13的内部空间配置有磁传感器IC201，在其背面配置有微型计算机芯片等其他电子部件。

磁传感器IC201(图3～图5)是能够检测正交的两个方向的磁的大小的双轴磁传感器。该磁传感器IC201具有由该正交的两个方向规定的检测面201S，该检测面201S以沿着基板2的表面的方式安装。磁传感器IC201检测该检测面201S上的磁的作用方向，输出表示其作用方向的传感器信号。也就是说，该磁传感器IC201作为检测绕与检测面201S正交的轴的旋转角的单轴旋转传感器发挥功能。

微型计算机芯片通过处理磁传感器IC201输出的传感器信号，检测操作了换档手柄111的换档位置，并电输出表示该换档位置的操作信号。

如图3～图5那样，在基板2除了安装有磁传感器IC201等电子部件之外，还安装有磁铁21的位移机构。位移机构包含磁体保持架25和保持架引导件23的组合等而构成，该磁体保持架25包括供磁铁21能够进退的导轨250，该保持架引导件23保持也作为旋转台的磁体保持架25。

保持架引导件23(图3～图5)是将磁体保持架25保持为能够旋转的大致圆环状的引导构件。该保持架引导件23在周向上对置的两个部位具备用于将磁体保持架25保持为能够旋转的卡合部23B(图3)。对置配置的一对卡合部23B均呈剖面钩形状，在周向上的约40度的范围形成。

大致圆环状的保持架引导件23是以在图5中基板2的表面所示的虚线的环状区域23F为安装区域而固定在基板2上。位于该环状区域23F的内侧的磁传感器IC201位于大致圆环状的保持架引导件23的内侧。需要说明的是，该图中的虚线区域25F表示在H档位时磁铁21所相对的区域。保持架引导件23的呈圆环状的部分的板厚被设定为稍微超过磁传感器IC201的安装高度的尺寸。根据这样的尺寸设定，能够实现被保持于架引导件23的磁体保持架25的下表面相对于磁传感器IC201隔开微小的间隙以非接触的方式相对的状态。

磁体保持架25(图3～图5)是将磁铁21保持为能够进退的旋转台。该磁体保持架25由树脂等非磁性材料形成。磁体保持架25构成为在呈大致圆形平板状的圆板部252的表面设置使磁铁21进退的导轨250。

导轨250使通过将呈剖面钩形状的一对卡合部25A对置配置而形成的槽状的空间。导轨250的长度与磁铁21的长度方向的长度大致一致。在各卡合部25A中，在长度方向上的两个部位设置有未成为剖面钩形状的切口25B。详细而言，如后述，利用该切口25B，能够进行磁铁21从磁体保持架25的正面侧的装拆。

在导轨250的两侧，形成有圆板部252呈圆弧状并向外侧伸出的周缘部25C。作为旋转台的磁体保持架25能够在该周缘部25C与保持架引导件23的卡合部23B卡合的状态下旋转。

在圆板部252中，与导轨250的长度方向两侧的开口部对应的外周部分被直线地切掉而形成不完全的圆形状(参照图4。)。如果是旋转了约90度的状态的磁体保持架25，则能够通过一对卡合部23B的间隙，由此，能够从保持架引导件23的正面侧装拆磁体保持架25。

磁铁21(图3、图4、图6)是相对于长方体形状的主体21B覆盖由非磁性材料构成的罩210而成的。图3～图5所示的磁铁21的外形形状是该罩210的外形形状。在磁铁21中，主体21B的露出面即下表面与磁传感器IC201的检测面201S相对。需要说明的是，在图6中，用细线的虚线表示磁铁21的外形形状即罩210的外形形状。

以下，主要参照图3、图4对包括罩210的磁铁21的形状结构进行说明，接着参照图6对主体21B的磁性结构进行说明。

在磁铁21(图3、图4)中，在两侧面设置有能够进退地与磁体保持架25的卡合部25A卡合的滑块217。另外，在磁铁21的上表面，一对引导壁218和轴状的作用销213立起设置于磁铁21的长度方向的两端侧。

滑块217(图3、图4)以与磁铁21的下表面共面的方式从磁铁21的侧面伸出而形成。沿磁铁21的长度方向延伸设置的滑块217与磁体保持架25的卡合部25A卡合，使磁铁21能够沿着导轨250进退。需要说明的是，在滑块217的长度方向的两个部位设置有切口。该切口与磁体保持架25的卡合部25A的切口25B对应地设置，能够从磁体保持架25的正面侧装拆磁铁21。

作用销213(图3、图4)是作用有用于在长度方向上进退驱动磁铁21的力的销。该作用销213在顶端设置有球状部213S。作用销213的顶端的球状部213S收容于所述从动构件17的驱动狭缝17S。需要说明的是，如上所述，驱动狭缝17S是在基板2侧开口并且沿着换档方向的狭缝状的空间。作用销213的球状部213S的直径以能够收容于驱动狭缝17S的程度与狭缝宽度大致一致。

引导壁218(图3、图4)是以与磁铁21的长度方向平行的方式立起设置的壁。一对引导壁218的壁面218S以隔开间隙而相互面对的方式设置，形成作为狭缝状的空间的引导槽214。在该引导槽214收容有驱动销17P的顶端的球状部171。引导槽214的槽宽度以能够收容驱动销17P的球状部171的程度与其直径大致一致。

接着，参照图6对磁铁21的主体21B的结构进行说明。图6(a)是从上表面侧观察主体21B时的立体图，图6(b)是从下表面侧观察主体21B时的立体图。需要说明的是，该图中的细线的虚线表示磁铁21的外形形状(罩210的外形形状)。

主体21B是将三个使形成磁极对的N极与S极相对的块状的磁铁21H、M、L排列而成的长方体形状的磁铁。三个磁铁21H、M、L中的两端的两个磁铁21H、L的N极所面对的一侧(在图6(b)中图示的下表面侧)相同，另一方面，中央的磁铁21M被翻转，S极面向另两个磁铁21H、L的N极所面对的一侧。

在该主体21B中，除了通过各磁铁21H、M、L的磁极对形成N极与S极相对的方向的磁场之外，还通过由属于磁铁21H、M、L中的不同的两个磁铁并相邻的N极与S极的组合形成的磁极对形成磁场。在这样的磁极对中，包含由磁铁21H的N极与磁铁21M的S极的组合形成的磁极对215A、以及由磁铁21M的S极与磁铁21L的N极的组合形成的磁极对215B。

磁极对215A、215B(图6(b))形成沿磁铁21H、磁铁21M以及磁铁21L相邻的方向、即长方体形状的主体21B(磁铁21)的长度方向的磁场。在此，如上所述，在主体21B上覆盖罩210的磁铁21被收容于与基板2相对的磁体保持架25的导轨250。磁铁21以其长度方向沿着基板2的表面的状态被保持。因此，磁极对215A、215B形成的磁场在沿着基板2的表面的方向上作用磁。

需要说明的是，在以下的说明中，将在磁铁21的长度方向上配置于引导壁218侧的磁铁21L中的面向基板2的N极称为第二N极212N，将在磁铁21的长度方向上配置于作用销213侧的磁铁21H中的面向基板2的N极称为第一N极211N。另外，将中央的磁铁21M中的面向基板2的S极称为S极21S。

另外，将磁极对215A中的第一N极211N与S极21S的分界称为第一边界B1，将磁极对215B中的第二N极212N与S极21S的分界称为第二边界B2。在本例的结构中，由磁铁21H的第一N极211N、磁铁21M的S极21S、磁铁21L的第二N极212N形成的主体21B的表面未被罩210覆盖，作为磁铁21的下表面而露出(图6(b))。

接着，对换档杆11处于作为初始位置的H档位时的各部件的配置、姿态进行说明，接着对换档位置的具体检测方法进行说明。

(1)关于H档位时的各部件的配置、姿态

在本例的换档装置1中，参照图1～图5所示，将磁铁21保持为能够进退的磁体保持架25位于从动构件17的下侧。并且，在磁体保持架25中，以长度方向大致沿着选档方向的姿态保持磁铁21。详细而言，在H档位、N档位时，磁铁21的长度方向与选档方向一致，在B档位、D档位、R档位时，通过磁铁21的旋转，其长度方向从选档方向偏离。

换档杆11和从动构件17在换档臂116的圆柱状的驱动部116C收容于换档承接部176，并且选档臂117的球状的驱动部117S收容于选档承接部177的状态下连结。如上所述，换档臂116的圆柱状的驱动部116C呈沿着选档方向的圆柱状。换档承接部176是沿着选档方向的狭缝。另外，选档臂117呈沿着换档方向的轴状。选档承接部177是沿着换档方向的狭缝。

需要说明的是，换档承接部176及选档承接部177均形成为在与换档方向及选档方向正交的高度方向上较长。因此，换档承接部176及选档承接部177能够吸收换档臂116的圆柱状的驱动部116C、选档臂117的球状的驱动部117S的高度方向的位移。

另外，从动构件17和磁铁21在驱动销17P的球状部171收容于引导槽214，并且驱动狭缝17S收容作用销213的球状部213S的状态下连结。如上所述，引导槽214是磁铁21的长度方向的狭缝。驱动狭缝17S是沿着换档方向的狭缝。

在换档装置1中，从动构件17的球状部171(驱动销17P)与壁面218S(引导壁218)抵接的部位位于从磁体保持架25的旋转中心偏离的位置。在所有的换档位置，球状部171相对于壁面218S的抵接部位位于相对于磁体保持架25的旋转中心向图8中的左下方偏移的位置。

在换档杆11处于H档位时(图8)，成为磁铁21沿着选档方向并且磁铁21接近完全收容于磁体保持架25的导轨250的状态。此时，磁铁21的第二边界B2处于与磁传感器IC201的检测面201S相对的状态。从第二N极212N朝向S极21S的磁作用于检测面201S。

在此，参照图7对在换档方向上操作了换档杆11时的动作、以及在选档方向上操作了换档杆11时的动作进行说明。在该图中，通过示出每个换档位置的换档杆11的俯视图及侧视图，从而示出了与换档杆11的操作对应的换档臂116、选档臂117的姿态变化。需要说明的是，由该图中的虚线包围的俯视图是用于说明从任一个换档位置向相邻的换档位置转移时的动作的示意图。在侧视图中，该图中的左右方向与铅垂方向对应，越向该图中的左侧越高，越向右侧越低。

需要说明的是，在换档杆11中，隔着成为转动中心的球状部110在换档手柄111的相反一侧设置有杆基部11B。该杆基部11B向与构成操作部的换档手柄111的位移方向相反的方向转动。例如，在换档杆11被向换档方向近前侧操作时，杆基部11B向换档方向远端侧转动。另外，例如，在换档杆11被向选档方向右侧操作时，杆基部11B向选档方向左侧转动。

·换档方向的操作时

在换档杆11处于H档位或者N档位时，连结换档臂116的顶端的圆柱状的驱动部116C和球状部110的线段L处于顶端降低的状态(图7，侧视图(H、N))。在此，顶端降低是指顶端的驱动部116C的位置相对于旋转中心的球状部110变低的状态。在以H档位或者N档位时的线段L的顶端降低的状态为起点，换档杆11被向换档方向近前侧操作时(图7，箭头SH1)，线段L转动，顶端降低的程度增强(图7，侧视图(B、D))。于是，球状部110的中心与驱动部116C在换档方向上的距离D变短，圆柱状的驱动部116C向换档方向远端侧位移(图7箭头MH1)。

如上所述，换档臂116的圆柱状的驱动部116C收容于沿着选档方向的狭缝即换档承接部176。在驱动部116C向换档方向远端侧位移时(图7中箭头MH1)，利用上端的球状轴承17E支承的从动构件17向换档方向远端侧转动。对于这样的从动构件17向换档方向远端侧转动的转动动作，与在换档杆11向换档方向近前侧操作时(图7中SH1)产生的杆基部11B向换档方向远端侧转动的转动动作相同。

另一方面，在换档杆11从N档位被向换档方向远端侧的R档位操作时(图7，箭头SH2)，由于线段L的转动，顶端降低的程度变弱，线段L接近水平。于是，球状部110的中心与驱动部116C在换档方向上的距离D变长，圆柱状的驱动部116C向换档方向近前侧位移(同箭头MH2)。由此，从动构件17与杆基部11B同样地向换档方向近前侧转动。

·选档方向的操作时

在换档杆11被向选档方向操作时，选档臂117的球状的驱动部117S与杆基部11B一起向选档方向上的反方向位移。在以H档位为起点，换档杆11被朝向N档位操作时(图7，箭头SL1)，选档臂117的球状的驱动部117S向选档方向上的左侧位移(图7箭头ML1)。

如上所述，选档臂117的球状的驱动部117S被收容于沿着换档方向的狭缝即选档承接部177。在球状的驱动部117S向选档方向上的左侧(图7中箭头ML1)位移时，利用上端的球状轴承17E支承的从动构件17向选档方向上的同一侧转动。该从动构件17的转动动作与换档杆11从H档位朝向N档位操作时(图7，箭头SL1)产生的杆基部11B的转动动作相同。

另外，在以N档位为起点，换档杆11被朝向H档位(图7中的左侧)操作时，选档方向的球状的驱动部117S向选档方向上的反方向(图7中的右侧)位移。于是，从动构件17与杆基部11B同样地向选档方向上的反方向(图7中的右侧)转动。

如上所述，利用上端的球状轴承17E支承的从动构件17实现与换档杆11的杆基部11B同样的转动动作。从动构件17的转动动作也可以说是杆基部11B的转动动作的复制。在本例的换档装置1中，伴随换档杆11的操作的杆基部11B的转动动作被转换为从动构件17的转动动作。并且，通过作为档位变换器发挥作用的从动构件17，在位置上改变转动动作的区域。

在本例的换档装置1中，经由构成第一驱动部的一例的换档臂116与换档承接部176的组合、以及构成第二驱动部的一例的选档臂117与选档承接部177的组合，换档杆11与从动构件17连结。详细而言，如后述，换档臂116在沿着换档方向操作了换档手柄111(换档杆11)时，通过磁铁21相对于磁传感器IC201的旋转位移，以作用于磁传感器IC201的磁的作用方向变化的方式驱动从动构件17。选档臂117在沿着选档方向操作了换档手柄111(换档杆11)时，通过磁铁21相对于磁传感器IC201的进退位移，以作用于磁传感器IC201的磁的作用方向变化的方式驱动从动构件17。

(2)换档位置的检测方法

接着，参照图8及图9对换档位置的检测方法进行说明。图8示出了各档位的磁铁21的旋转位置及进退位置。图9示出了各档位的磁铁21与检测面201S的位置关系。需要说明的是，图8中的对每个档位标记的平行四边形表示面向基板2的磁铁21的下表面形状，在该平行四边形的内侧重叠表示的小的粗框的平行四边形表示磁传感器IC201的检测面201S。图9是为了容易理解而将表示磁铁21的下表面形状的平行四边形与表示检测面201S的粗框的平行四边形在图8中的相对位置关系重写为主视观察的图。

如图8所示，在H档位时，成为磁铁21沿着选档方向并且磁铁21接近完全收容于磁体保持架25的导轨250的状态。此时，磁传感器IC201的检测面201S处于与磁铁21的第二边界B2相对的状态。如图9所示，在检测面201S作用有从第二N极212N到S极21S的磁、也就是说朝向该图中的上方的磁。

在以H档位为起点，换档杆11被向(从驾驶员侧观察)换档方向近前侧的B档位操作时，如上所述，换档臂116的顶端侧的驱动部116C向换档方向远端侧(图7中的箭头MH1)位移，由此从动构件17向换档方向远端侧转动位移。

在从动构件17向换档方向远端侧转动位移时，设置于从动构件17的下侧并收容于引导槽214的驱动销17P向换档方向远端侧位移(图8中的箭头CH1)。于是，驱动销17P的球状部171碰到引导壁218的壁面218S、或者相对于壁面218S作用抵接载荷。球状部171相对于壁面218S的抵接部位位于从磁体保持架25的旋转中心偏心的位置。因此，驱动销17P的球状部171的抵接载荷被转换为作用于磁体保持架25的转矩。磁体保持架25通过该转矩向图8中的顺时针P1旋转。

在磁体保持架25的图8中的顺时针P1的旋转同时，磁铁21的长度方向顺时针旋转。在图9中，通过该旋转使磁铁21的长度方向倾斜地位移。此时，由于不产生磁铁21的进退，因此在维持磁铁21的第二边界B2与检测面201S相对的状态的同时，从第二N极212N到S极21S的磁场的朝向旋转。由此，检测面201S上的磁的作用方向变化。通过检测这样的磁的作用方向的变化，能够检测从H档位向B档位的换档杆11的换档方向的操作。

另外，在以H档位为起点，换档杆11在选档方向上朝向N档位被操作时，选档臂117的顶端的球状的驱动部117S向选档方向的相反一侧位移(图7中的箭头ML1)。该选档臂117的球状的驱动部117S收容于换档方向的狭缝即选档承接部177。因此，根据上述的选档方向的换档操作，从动构件17向选档方向H档位侧转动。

在从动构件17向选档方向H档位侧位移时，设置于从动构件17的下端部的驱动狭缝17S向选档方向位移(图8中的箭头CL1)。该驱动狭缝17S沿着换档方向延伸设置。当该驱动狭缝17S在选档方向上平移时，收容于驱动狭缝17S的作用销213产生选档方向的位移。如上所述，在H档位、N档位时，磁铁21的长度方向沿着选档方向。因此，如果作用销213向选档方向位移，则磁铁21沿长度方向前进(图8中的箭头K1)。

这样，当磁铁21在长度方向上前进时，磁铁21与磁传感器IC201的检测面201S相对的部位从第二边界B2切换到第一边界B1(图9)。其结果是，检测面201S上的磁的作用方向自从第二N极212N到S极21S的方向(图9中的向上)反转为从第一N极211N到S极21S的方向(图9中的向下)。如果检测出这样的磁的作用方向的反转，则能够检测出从H档位向N档位的选档方向的操作。

并且，在换档杆11被从N档位向D档位操作时，与上述从H档位向B档位的操作的情况相同，磁体保持架25产生顺时针P1的旋转，磁铁21的长度方向旋转。此时，在维持检测面201S与磁铁21的第一边界B1相对的状态下，从第一N极211N到S极21S的磁场旋转，由此，检测面201S中的磁的作用方向变化(图9)。如果检测出这样的磁的作用方向，则能够检测出从N档位向D档位的换档方向的操作。

当换档杆11被从N档位向R档位操作时，设置于从动构件17的下侧并收容于引导槽214的驱动销17P向换档方向近前侧位移(图8中的箭头CH2)。于是，驱动销17P的球状部171碰到引导壁218的壁面218S，磁体保持架25产生逆时针P2(图8)的旋转。通过该旋转，磁铁21向与从N档位向D档位的操作的情况相反的方向旋转。此时，在维持磁传感器IC201的检测面201S与第一边界B1相对的状态下，从第一N极211N到S极21S的磁场旋转，检测面201S中的磁的作用方向变化(图9)。如果检测出这样的磁的作用方向的变化，能够检测出从N档位向R档位的换档方向的操作。

在上述结构的换档装置1中，当进行了从H档位到B档位、或者从N档位到R档位或D档位的换档方向上的操作时，从动构件17从动于换档杆11而在换档方向上转动。由此，磁铁21被旋转驱动，检测面201S上的磁的作用方向变化。

在进行了H档位与N档位之间的选档方向的操作时，从动构件17从动于换档杆11而向选档方向转动。由此，磁铁21被进退驱动，对磁传感器IC201作用磁场的磁极对进行切换而检测面201S中的磁的作用方向反转。

这样，根据本例的换档装置1，通过检测磁对一个磁传感器IC201的作用方向，能够检测沿着彼此正交的换档方向及选档方向的二维的换档杆11的操作。因此，在本例的换档装置1中，与现有的结构不同，不需要为了二维地配置多个磁传感器IC而确保较大的设置空间，紧凑设计变得容易。

特别是，换档装置1具有将换档杆11的转动动作复制为从动构件17的转动动作，从动构件17使磁铁21位移的结构。在该换档装置1中，不需要在相对于换档杆11相邻的位置配置基板2。只要将基板2配置在相对于具有作为档位变换器的作用的从动构件17相邻的位置即可。因此，在该换档装置1中，配置包括磁铁21的基板2时的设计自由度变高，更容易进行紧凑设计。

需要说明的是，在本例的结构中，根据换档杆11的操作使磁铁21位移。也可以取而代之采用将磁铁21固定在基板等，另一方面磁传感器根据换档杆11的操作而位移的结构。另外，也可以构成为磁铁21及磁传感器IC201双方从动于换档杆11而位移，两者间的相对位置关系变化。

本例是能够将换档杆11向彼此交叉的换档方向、选档方向操作的换档装置1的例子。也可以是能够仅在一个方向上直线地操作换档杆11的换档装置。

在本例中，说明了如下结构，即，根据换档方向的操作，换档臂116使从动构件17向换档方向转动，使磁铁21旋转位移，另一方面，根据选档方向的操作，选档臂117使从动构件17向选档方向转动，使磁铁21进退位移。代替该结构，也可以是如下结构，即，在进行换档方向的操作时，磁铁21借助换档臂116进行进退位移，另一方面，在进行选档方向的操作时，磁铁21借助选档臂117进行旋转位移。

在本例中，例示出通过换档臂116的圆柱状的驱动部116C被相对的一对壁面176S夹着的结构来驱动磁铁21的结构。由球状轴承17E支承的从动构件17除了转动动作之外，还能够自转。根据一对壁面176S相对的狭缝状的换档承接部176与圆柱状的驱动部116C的组合的结构，能够将圆柱状的驱动部116C的轴向限制为沿着一对壁面176S。换言之，根据该结构，能够对圆柱状的驱动部116C的轴向相对于壁面176S具有角度这种从动构件17的自转进行限制。如果限制从动构件17的自转，则能够提高伴随换档杆11的转动的从动构件17的转动动作的精度。需要说明的是，在构成第二驱动部的一例的选档臂117与选档承接部177的组合中，也可以采用代替球状的驱动部117S的柱状的驱动部由一对壁面夹着的结构。另外，也可以代替圆柱状的驱动部116C而采用方柱状或者长方形平板状的驱动部。在该情况下，也可以采用中间杆部116M将方柱状等的驱动部轴支承为能够旋转的结构。

需要说明的是，在本例中，以面向基板2，S极21S位于中央，并且N极211N、212N位于两侧的方式构成磁铁21。取而代之，也可以采用S极位于两侧，N极位于中央的磁铁。另外，也可以代替三个磁铁21H、M、L并列配置的磁铁21，如图10那样，采用由将S极作为内侧而对置配置的两个磁铁21A、21B的组合构成的磁铁21。在该情况下，磁铁21A及21B的N极与S极的组合成为对磁传感器IC201作用磁的磁极对。也可以构成为，在H档位所属的换档方向的列操作换档手柄111时、以及在N档位所属的换档方向的列操作换档手柄111时磁传感器IC201所面对的磁铁21A、B被切换。例如，通过对塑料磁体进行磁化，能够形成两个磁铁21A、21B一体化了的磁铁21。或者，例如也可以通过使熔融状态的树脂材料流入该两个磁铁21A、21B的周围并使其固化的嵌入成形，形成两个磁铁21A、21B一体化了的磁铁21。对于这两个磁铁21A、21B，也可以代替将S极作为内侧进行对置配置，如图11所示，配置为磁场的朝向不同。并且，也可以排列配置三个以上磁场的朝向不同的磁铁来形成磁铁21。在该情况下，也能够应对例如沿着三列以上换档方向的各列操作换档手柄的换档装置。能够仅通过一个磁传感器IC来检测包含三列以上换档方向的二维的换档手柄操作。

在本例中，采用了能够检测在正交的两个方向上作用的磁的双轴磁传感器，但也可以取而代之采用能够检测在彼此正交的三个方向上作用的磁的三轴磁传感器。在换档装置1中，如上所述，在换档手柄111被在选档方向上操作时，从磁铁21的第二边界B2与磁传感器的检测面201S相对的状态切换到磁铁21的第一边界B1与磁传感器的检测面201S相对的状态，由此，检测面201S上的磁的作用方向旋转180度。在这样的切换中途，产生磁铁21的S极21S与检测面201S相对的状态，在该状态下，作用与检测面201S正交的方向的磁。因此，也可以构成为，在能够检测出检测面201S上的磁的作用方向的180度旋转且在180度旋转的中途能够检测出与检测面201S正交的作用方向的磁时，检测出选档方向的操作。在该情况下，能够准确性更高地检测选档方向的操作。

(实施例2)

本例是基于实施例1的换档装置且提高了检测可靠性的换档装置的例子。参照图1、图2、图12对该内容进行说明。该图是与实施例1的图9对应的图。

在本例的换档装置中，磁铁21及磁传感器IC的配置结构与实施例1不同。磁铁21是面向磁传感器IC，并以两个部位的N极与两个部位的S极在长度方向上交替配置的方式组合四个磁铁而成的。在该磁铁21中，在磁传感器IC侧的下表面，从图12中的上方依次配置N极、S极、N极、S极，由此，形成有三对磁极对215A、215B、215C。在该磁铁21中，形成磁极的分界的边界B1(磁极对215A的边界)、边界B2(磁极对215B的边界)、以及边界B3(磁极对215C的边界)以与磁极的跨度S2一致的间隔形成。

在与该磁铁21相对的基板(省略图示)中，两个磁传感器IC隔开间隔地配置，形成有两个部位的检测面201A、201B。两个磁传感器IC配置成检测面201A、201B的跨度S1与磁铁21的成为磁极的间隔的跨度S2大致一致。

在换档手柄111位于H档位时，处于检测面201A与磁极的边界B2相对，检测面201B与边界B3相对的状态。例如，在以该H档位为起点将换档手柄111向换档方向近前侧的B档位操作时，磁铁21从动于换档杆11而旋转。在该情况下，在维持检测面201A、201B与边界B2、B3相对的状态的同时，磁铁21倾斜且磁场的朝向旋转，由此，检测面201A、201B上的磁的作用方向变化。

另外，例如，在以H档位为起点，换档手柄111被向选档方向的N档位操作时，磁铁21被换档杆11驱动，向图12中的下方移动。在该情况下，从边界B2与检测面201A相对的状态切换为边界B1与检测面201A相对的状态，并且从边界B3与检测面201B相对的状态切换为边界B2与检测面201B相对的状态。在边界B1与B2、边界B2与B3处，磁场的朝向相反，因此根据向N档位的操作，检测面201A、201B上的磁的作用方向反转。

根据本例的换档装置1，由于利用具有检测面201A、201B的两个磁传感器IC来检测换档手柄111的操作位置，因此能够提高检测的可靠性、准确性。

需要说明的是，在本例中，构成为在换档手柄111被向任一个档位操作时，成为检测面201A、201B与不同的边界相对的状态。也可以代替该结构，构成为在换档手柄111被向任一个档位操作时，成为仅一个检测面与任一个边界相对的状态。

需要说明的是，其他结构及作用效果与实施例1相同。

以上，如实施例那样详细地说明了本发明的具体例，但这些具体例只不过公开了技术方案所包含的技术的一例。当然，不应该利用具体例的结构、数值等对技术方案进行限定性解释。技术方案包含利用公知技术、本领域技术人员的知识等将所述具体例进行各种变形、变更或者适当组合而成的技术。

附图标记说明：

1 换档装置

11 换档杆(操作杆)

110 球状部

111 换档手柄(操作部)

116 换档臂(第一驱动部)

116C 驱动部(柱状的构件)

117 选档臂(第二驱动部)

13 壳体

15 球状轴承

17 从动构件

17E 球状轴承

17P 驱动销

176 换档承接部(第一驱动部)

176S 壁面

177 选档承接部(第二驱动部)

2 基板

201 磁传感器IC(磁传感器)

201S 检测面

21 磁铁

215A～C 磁极对

23 保持架引导件

25 磁体保持架(旋转台)

250 导轨。

Claims (7)

1.一种换档装置，其为车辆用的换档装置并包括磁传感器与磁铁的组合，所述磁传感器检测从外部作用的磁中的至少沿着预定的检测面的成分的作用方向，所述磁铁对所述磁传感器作用磁，其中，

所述换档装置具有：

操作部，其接受驾驶车辆的人员进行的操作；

操作杆，其设置有所述操作部，并且被支承为能够根据对所述操作部的操作而转动；

从动构件，其从动于所述操作杆的转动动作而转动位移；以及

支承结构，其与将所述操作杆支承为能够转动的结构分开地设置，以便以能够进行与所述操作杆的转动动作对应的转动动作的状态支承所述从动构件，

所述从动构件从动于所述操作杆的转动动作而产生与该操作杆的转动动作对应且转动中心与该操作杆的转动动作不同的转动动作，并且根据该从动构件的转动动作而驱动所述磁传感器和所述磁铁中的任一方，从而能够使作用于所述磁传感器的磁的作用方向变化。

2.根据权利要求1所述的换档装置，其中，

所述磁铁包含由N极与S极的组合构成的磁极对，并以该磁极对中的N极与S极隔着边界而相对的方向沿着所述检测面并且该磁极对中的N极与S极的边界和该检测面相对的方式设置，

所述从动构件通过利用与所述操作杆的转动动作对应的转动动作来驱动所述磁传感器和所述磁铁中的任一方，从而能够保持所述边界与所述检测面相对的状态并且使所述相对的方向沿着该检测面相对旋转并使沿着所述检测面的磁的作用方向变化。

3.根据权利要求1所述的换档装置，其中，

所述操作部能够沿着彼此正交的换档方向及选档方向进行操作，

所述磁铁至少包含两对由N极与S极的组合构成并且所述检测面上的磁的作用方向不同的磁极对，

所述操作杆和所述从动构件经由第一驱动部和第二驱动部连结，

所述第一驱动部在沿着所述换档方向和所述选档方向中的一个方向操作所述操作部时，以根据所述操作部的操作而产生与所述操作杆的转动动作对应且转动中心与该操作杆的转动动作不同的转动动作的方式驱动该从动构件，

所述第二驱动部在沿着所述换档方向和所述选档方向中的另一个方向操作所述操作部时，以根据所述操作部的操作而产生与所述操作杆的转动动作对应且转动中心与该操作杆的转动动作不同的转动动作的方式驱动该从动构件，

在沿着所述一个方向操作所述操作部时，通过所述第一驱动部对所述从动构件的驱动，从而以从属于所述磁铁的任一个磁极对作用于所述磁传感器的磁的作用方向变化的方式使所述磁铁相对于该磁传感器旋转位移，

在沿着所述另一个方向操作所述操作部时，通过所述第二驱动部对所述从动构件的驱动，从而以根据对所述磁传感器作用磁的磁极对的切换而使作用于该磁传感器的磁的作用方向变化的方式使所述磁铁相对于所述磁传感器进退。

4.根据权利要求3所述的换档装置，其中，

至少两对所述磁极对中的任一个磁极对的N极与S极隔着边界而相对的方向沿着所述检测面并且该任一个磁极对的N极与S极的边界和该检测面相对，

所述第一驱动部在沿着所述一个方向操作所述操作部时，以产生根据该操作得到的与所述操作杆的转动动作对应的转动动作的方式驱动所述从动构件，从而以保持属于所述磁铁的任一个磁极对的所述边界与所述检测面相对的状态并且使该任一个磁极对的所述相对的方向沿着该检测面相对旋转并使沿着所述检测面的磁的作用方向变化的方式使所述磁铁相对于所述磁传感器旋转位移，

所述第二驱动部在沿着所述另一个方向操作所述操作部时，以产生根据该操作得到的与所述操作杆的转动动作对应的转动动作的方式驱动所述从动构件，从而以所述边界与所述检测面相对的磁极对切换而作用于所述检测面的磁的作用方向变化的方式使所述磁铁相对于所述检测面进退。

5.根据权利要求3或4所述的换档装置，其中，

所述换档装置具有如下结构，即，所述从动构件由球状轴承支承，在所述第一驱动部和所述第二驱动部中的至少任一方中，呈大致平行地相对的一对壁面夹着柱状的构件，并将该柱状的构件的轴向限制为沿着所述壁面。

6.根据权利要求3或4所述的换档装置，其中，

所述换档装置包括能够以与所述检测面相对的状态旋转的旋转台，所述旋转台将所述磁铁保持为能够沿着所述检测面进退。

7.根据权利要求5所述的换档装置，其中，

所述换档装置包括能够以与所述检测面相对的状态旋转的旋转台，所述旋转台将所述磁铁保持为能够沿着所述检测面进退。

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