CN113700843A

CN113700843A - 换挡装置

Info

Publication number: CN113700843A
Application number: CN202110544771.7A
Authority: CN
Inventors: 牧村宗年
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2041-05-19
Also published as: JP2021183470A; US20210364082A1; US11473673B2; CN113700843B

Abstract

本发明的目的在于释放作用于换挡体的移动限制力。在换挡装置(10)中，将转子凸轮(40)向正方向(A)旋转，转子凸轮(40)的传递面(40A)按压施力筒(24)的旋转面(44A)，从而使施力筒(24)向正方向(A)旋转，杆(14)向前侧转动。在这里，在杆(14)作用有向后侧的载荷的情况下，旋转面(44A)相对于传递面(40A)向相反方向(B)相对旋转。因此，能够释放作用于杆(14)的向后侧的载荷。

Description

换挡装置

技术领域

本发明涉及通过使换挡体移动来变更换挡位置的换挡装置。

背景技术

在下述专利文献1所记载的换挡装置中，调整环向操作元件传递旋转力，使操作元件旋转。

在这里，在这样的换挡装置中，优选在被调整环传递旋转力的操作元件的旋转被限制时，能够释放作用于操作元件的旋转限制力。

专利文献1：日本特表2016-537232号公报

发明内容

本发明的目的在于，考虑上述事实，获得能够释放作用于换挡体的移动限制力的换挡装置。

本发明的第一方式的换挡装置具备：换挡体，该换挡体被移动从而变更换挡位置；移动机构，对上述换挡体传递移动力从而使上述换挡体移动；以及释放机构，设置于从上述移动机构向上述换挡体传递移动力的路径，在被上述移动机构传递移动力的上述换挡体的移动被限制时，将作用于上述换挡体的移动限制力释放。

在本发明的第一方式的换挡装置的基础上，本发明的第二方式的换挡装置构成为，上述换挡装置具备施力机构，该施力机构将上述换挡体向换挡位置侧施力，并在上述移动机构对上述换挡体传递移动力时，限制上述换挡体的施力。

在本发明的第二方式的换挡装置的基础上，本发明的第三方式的换挡装置构成为，在上述移动机构对上述换挡体传递移动力时，上述释放机构限制上述施力机构进行的上述换挡体的施力。

在本发明的第一方式～第三方式的任一个换挡装置的基础上，本发明的第四方式的换挡装置构成为，在被上述移动机构传递移动力的上述换挡体的移动被限制之后，恢复到上述移动机构对上述换挡体传递移动力之前的状态。

在本发明的第一方式的换挡装置中，通过移动换挡体来变更换挡位置。另外，移动机构对换挡体传递移动力，使换挡体移动。

在这里，在从移动机构向换挡体传递移动力的路径上设置有释放机构，在被移动机构传递移动力的换挡体的移动被限制时，释放机构使作用于换挡体的移动限制力释放。因此，能够释放作用于换挡体的移动限制力。

在本发明的第二方式的换挡装置中，施力机构将换挡体向换挡位置侧施力。

在这里，在移动机构向换挡体传递移动力时，换挡体基于施力机构的施力被限制。因此，能够抑制施力机构阻碍换挡体的移动的情况。

在本发明的第三方式的换挡装置中，在移动机构对换挡体传递移动力时，释放机构限制换挡体基于施力机构的施力。因此，能够使结构简单。

在本发明的第四方式的换挡装置中，在被移动机构传递移动力的换挡体的移动被限制之后，恢复到移动机构对换挡体传递移动力之前的状态。因此，能够抑制移动机构限制换挡体的移动的情况。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置的从右斜后方观察的立体图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置中的杆配置于“D”位置时的从右斜后方观察的立体图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置的从左斜后方观察的分解立体图。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置的转子凸轮等的立体图。

图5的(A)～(C)是表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置的从前侧观察的立体图，(A)表示杆配置于“D”位置时，(B)表示转子凸轮传递旋转力时，(C)表示在转子凸轮传递旋转力的状态下载荷作用于杆时。

图6的(A)和(B)是表示本发明的第二实施方式所涉及的换挡装置的转子凸轮等的图，(A)是侧视图，(B)是剖切侧视图。

图7的(A)和(B)是表示本发明的第二实施方式所涉及的换挡装置的转子凸轮等的剖切侧视图，(A)表示转子凸轮传递旋转力的第一阶段，(B)表示转子凸轮传递旋转力的第二阶段。

图8的(A)和(B)是表示本发明的第二实施方式所涉及的换挡装置的转子凸轮等的剖切侧视图，(A)表示在转子凸轮传递旋转力的状态下载荷作用于杆的第一阶段，(B)表示在转子凸轮传递旋转力的状态下载荷作用于杆的第二阶段。

附图标记说明

10…换挡装置；14…杆(换挡体)；22…节制机构(施力机构)；30…驱动机构(移动机构)；42…释放机构；50…换挡装置。

具体实施方式

[第一实施方式]

在图1中，利用从右斜后方观察的立体图来表示本发明的第一实施方式所涉及的换挡装置10，在图3中，利用从左斜后方观察分解立体图来表示换挡装置10。此外，在附图中，用箭头FR表示换挡装置10的前方，用箭头RH表示换挡装置10的右方，用箭头UP表示换挡装置10的上方。

本实施方式所涉及的换挡装置10设置于车辆的控制台，换挡装置10的前方、右方以及上方分别朝向车辆的前方、右方以及上方。

如图1所示，在换挡装置10中设置有大致长方体箱状的板12(在图1中，仅示出板12的左壁)，板12固定在控制台内，并且内部向上侧开放。

如图1和图3所示，在板12内设置有作为换挡体的棒状的杆14。在杆14的上下方向中间部，在左侧及右侧，一体形成有大致圆柱状的支承轴14A，左侧及右侧的支承轴14A分别向左方和右方突出，并且相互配置在同轴地。左侧及右侧的支承轴14A分别可旋转地支承在板12的左壁及右壁，由此，杆14能够以一对支承轴14A为中心轴在前后方向上转动(移动)。

杆14的上侧部分可转动地向板12的上侧突出，可转动地向控制台的上侧(车室内)突出，在杆14的上端部一体设置有作为把持部的块状的把手14B。杆14能够在由车辆的乘员(特别是驾驶员)把持把手14B的状态下进行转动操作，通过将杆14(把手14B)从前侧向后侧转动，从而将杆14的换挡位置依次变更为“P”位置(停车位置、规定位置)、“R”位置(倒车位置)、“N”位置(空挡位置)以及“D”位置(驱动位置、参照图2)。杆14能够在从“P”位置到“D”位置的范围内进行转动，杆14的各换挡位置间的转动角度相同。

在杆14的上下方向中间部，在右侧，一体形成有大致圆筒状的旋转轴14C，右侧的支承轴14A与旋转轴14C形成为一体，并且从旋转轴14C在同轴地突出。在杆14向前侧转动时，旋转轴14C沿正方向A(参照图1等)旋转，并且在杆14向后侧转动时，旋转轴14C沿相反方向B(参照图1等)旋转。

在杆14上连接有检测装置16，检测装置16检测杆14的转动位置，检测杆14的换挡位置。检测装置16与车辆的控制装置18电连接，在控制装置18中电连接有车辆的自动变速器20(变速器)。

在杆14的右侧设置有作为施力机构的节制机构22。

在节制机构22设置有作为施力体的大致有底圆筒状的施力筒24，施力筒24内向左侧开放。施力筒24在内部同轴地嵌入有杆14的旋转轴14C，并且在右壁(顶壁)同轴地贯通且嵌合有杆14的右侧的支承轴14A，施力筒24能够相对于旋转轴14C及右侧的支承轴14A一体旋转，并且能够沿左右方向(轴向)移动(滑动)。

在施力筒24的右表面(顶面)一体形成有多个(在本实施方式中四个)作为被施力部的大致三棱柱状的施力凸部24A，施力凸部24A向右侧突出。施力凸部24A沿施力筒24的径向延伸，多个施力凸部24A在施力筒24的周向上等间隔地配置。

在施力筒24的右侧设置有作为保持体的大致矩形板状的节制板26，节制板26固定于板12内(例如板12的右壁)。在节制板26的左表面形成有多个作为施力部的截面大致为三角形的施力凹部26A，施力凹部26A沿节制板26的径向(杆14的旋转径向)延伸。多个施力凹部26A在节制板26的周向上等间隔地配置，各施力凹部26A的配置间隔角度与杆14的各换挡位置间的转动角度相同。

在施力筒24内设置有作为施力部件的节制弹簧28(压缩螺旋弹簧)。节制弹簧28架设在杆14的旋转轴14C的右表面与施力筒24的右壁之间，节制弹簧28将施力筒24向右侧施力。

在杆14配置于各换挡位置时，通过节制弹簧28的作用力，将施力筒24的施力凸部24A插入于节制板26的施力凹部26A，在施力板26的周向上与施力凹部26A嵌合，由此，施力筒24的旋转位置被保持，杆14被保持于各换挡位置。在对杆14进行转动操作来变更杆14的换挡位置时，在施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左侧移动的同时，施力凸部24A从施力凹部26A脱离之后，通过节制弹簧28的作用力，施力筒24向右侧移动，并且施力凸部24A插入于与该施力凹部26A相邻设置的施力凹部26A。因此，在对杆14的转动操作作用了转动阻力后，作用有转动辅助力，对杆14的转动操作上作用有适度感。

在杆14的右侧设置有作为移动机构的驱动机构30。

在驱动机构30设置有作为驱动装置的马达32，马达32固定于板12的左壁，并且与控制装置18电连接。对马达32的输出轴同轴地固定有蜗杆34，通过控制装置18的控制，驱动马达32，使蜗杆34旋转。

在蜗杆34啮合有斜齿轮36(蜗轮)，斜齿轮36可旋转地支承于板12内。在斜齿轮36的上侧同轴地固定有蜗杆副38(蜗杆)，通过使蜗杆34旋转，从而一体地旋转斜齿轮36以及蜗杆副38。

在蜗杆副38啮合有大致圆筒状的转子凸轮40的外周(蜗轮)，在转子凸轮40内同轴地嵌合有节制机构22的施力筒24。转子凸轮40可旋转地支承于施力筒24，转子凸轮40向左右方向(轴向)的移动被限制。转子凸轮40配置于基准旋转位置(基准位置)，通过使蜗杆副38旋转，从而旋转转子凸轮40。

在施力筒24与转子凸轮40之间设置有释放机构42(参照图4)。

在转子凸轮40的周壁的内周侧部分形成有多个(在本实施方式中两个)作为传递部的传递面40A，多个传递面40A在转子凸轮40的周向上等间隔地配置。传递面40A面向左侧，传递面40A随着趋向正方向A而向朝向右方的方向倾斜。

在施力筒24的外周面一体形成有多个(在本实施方式中两个)大致矩形的旋转板44，多个旋转板44在施力筒24的周向上等间隔地配置。旋转板44向施力筒24的径向外侧突出，旋转板44配置于转子凸轮40的传递面40A的左侧。在旋转板44的相反方向B侧且右侧的角部形成有作为移动部的旋转面44A，旋转面44A面向右侧。旋转面44A随着趋向正方向A而向朝向右方的方向倾斜，旋转面44A的倾斜角度与传递面40A的倾斜角度相同。在从“P”位置到“D”位置的范围内对杆14进行转动操作时，旋转面44A从传递面40A向正方向A侧分离。

接下来，对本实施方式的作用进行说明。

在以上的结构的换挡装置10中，在杆14配置于各换挡位置时，在节制机构22中，通过节制弹簧28的作用力，施力筒24的施力凸部24A被插入到节制板26的施力凹部26A，杆14被保持在各换挡位置(向各换挡位置侧施力)。

在对杆14进行转动操作，从而变更杆14的换挡位置时(检测装置16检测出杆14的换挡位置的变更时)，通过控制装置18的控制，将自动变速器20的换挡挡位变更为与杆14的换挡位置对应的换挡挡位。

然而，在杆14配置于“P”位置以外的位置(例如“D”位置，参照图5的(A))时(检测装置16检测出杆14向“P”位置以外的位置的配置时)的规定的机会(例如车辆的发动机被停止的情况)中，通过控制装置18的控制，将自动变速器20的换挡挡位自动地变更为“P”挡位(停车挡位)。

在杆14配置于“P”位置以外的位置时的规定的机会中，在驱动机构30中，通过控制装置18的控制使马达32正向驱动，从而使蜗杆34、斜齿轮36以及蜗杆副38旋转，将转子凸轮40从基准旋转位置沿正方向A旋转。因此，在释放机构42中，转子凸轮40的传递面40A向左侧按压施力筒24的旋转面44A(参照图5的(B))，施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，从而施力凸部24A从施力凹部26A脱离，杆14向换挡位置的保持被解除。而且，转子凸轮40进一步向正方向A旋转，在传递面40A和旋转面44A形成一体的状态下，施力筒24与转子凸轮40一体地向正方向A旋转，从而杆14向前侧转动到“P”位置，杆14的换挡位置与自动变速器20的换挡挡位对应。

另外，在杆14转动到“P”位置时(检测装置16检测出杆14向“P”位置的转动时)，通过控制装置18的控制使马达32反向驱动，从而使蜗杆34、斜齿轮36以及蜗杆副38旋转，转子凸轮40向相反方向B旋转。因此，转子凸轮40的传递面40A从施力筒24的旋转面44A向相反方向B分离，施力筒24由于节制弹簧28的作用力而向右方移动，从而施力凸部24A被插入到施力凹部26A，杆14被保持在“P”位置。而且，转子凸轮40进一步向相反方向B旋转，恢复到基准旋转位置。

在这里，在通过驱动机构30而将杆14转动到前侧(“P”位置侧)时，对杆14作用有向后侧的载荷(移动限制力)，在杆14向前侧的转动被限制的情况下(包括杆14被转动到后侧的情况(参照图5的(C)))，在释放机构42中，施力筒24的旋转面44A相对于转子凸轮40的传递面40A向相反方向B相对旋转，施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，从而施力筒24相对于转子凸轮40的向相反方向B的旋转力被释放。因此，能够释放作用于杆14的向后侧的载荷，能够抑制从驱动机构30向杆14传递旋转力(转动力)的路径上的部件的损伤。

并且，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在杆14向前侧的转动被限制后(检测装置16检测出杆14向前侧的转动的限制后，施力筒24相对于转子凸轮40的向相反方向B的旋转力被释放后)，通过控制装置18的控制使马达32反向驱动，转子凸轮40向相反方向B旋转，从而转子凸轮40的传递面40A从施力筒24的旋转面44A向相反方向B分离，转子凸轮40恢复到基准旋转位置。因此，能够抑制杆14向后侧的转动被旋转面44A与传递面40A的抵接限制的情况。并且，施力筒24由于节制弹簧28的作用力而向右方移动，施力筒24的施力凸部24A被插入到节制板26的施力凹部26A，从而能够将杆14保持在换挡位置。

另外，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在节制机构22中，施力筒24的施力凸部24A从节制板26的施力凹部26A脱离，杆14对换挡位置的保持被解除。因此，能够防止(限制)施力凸部24A干扰施力凹部26A，能够抑制节制机构22阻碍基于驱动机构30的杆14向前侧的转动。

并且，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在释放机构42中，转子凸轮40(传递面40A)使施力筒24(旋转面44A)克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，杆14对换挡位置的保持被解除。因此，能够不需要与释放机构42分开地设置用于解除杆14对换挡位置的保持的机构，能够使换挡装置10的结构简单。

[第二实施方式]

在图6的(A)中，利用侧视图表示本发明的第二实施方式所涉及的换挡装置50的转子凸轮40等，在图6的(B)中，利用剖切侧视图表示换挡装置50的转子凸轮40等。

本实施方式所涉及的换挡装置50与上述第一实施方式大致是相同的结构，但在以下的点不同。

如图6的(A)以及(B)所示，在本实施方式所涉及的换挡装置50的释放机构42中，在转子凸轮40的周壁的内周侧部分形成有多个(在本实施方式中两个)大致截面矩形的配置孔52，多个配置孔52在转子凸轮40的周向上等间隔地配置。配置孔52向左侧开放，配置孔52的左侧部分向相反方向B扩大。配置孔52的相反方向B侧的面在右侧部分形成为作为按压部的按压面40B，按压面40B与转子凸轮40的周向垂直而配置。配置孔52的相反方向B侧的面在左侧部分形成为传递面40A，传递面40A随着趋向正方向A而向朝向右方的方向倾斜。配置孔52的相反方向B侧的面在按压面40B与传递面40A之间形成为作为限制部的限制面40C，限制面40C面向左方，并且与左右方向(转子凸轮40的轴向)垂直而配置。

转子凸轮40的周壁的内周侧部分的左表面在配置孔52以外的部分形成为作为脱离部的脱离面40D，脱离面40D面向左方，并且与左右方向垂直而配置。

施力筒24中的旋转板44的相反方向B侧的面形成为旋转面44A，旋转面44A与施力筒24的周向垂直而配置。旋转板44的右表面形成为作为被限制部的抵接面44B，抵接面44B面向右方，并且与左右方向(施力筒24的轴向)垂直而配置。旋转板44从左侧插入于转子凸轮40的配置孔52，抵接面44B配置于比配置孔52中的限制面40C靠右侧。在从“P”位置到“D”位置的范围内对杆14进行转动操作时，旋转板44在施力筒24的周向上与配置孔52的正方向A侧的面以及按压面40B分离。

然而，在杆14配置于“P”位置以外的位置(例如“D”位置，参照图6的(B))时的规定的机会，在驱动机构30中，通过控制装置18的控制使马达32正向驱动，从而使蜗杆34、斜齿轮36以及蜗杆副38旋转，转子凸轮40从基准旋转位置向正方向A旋转。

因此，在释放机构42中，转子凸轮40(配置孔52)的按压面40B按压施力筒24(旋转板44)的旋转面44A，使施力筒24向正方向A旋转(参照图7的(A))，从而在节制机构22中，施力筒24的施力凸部24A侧面在节制板26的施力凹部26A侧面滑动，施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动(参照图7的(B))。并且，旋转面44A从按压面40B向左侧脱离，施力筒24(旋转板44)的抵接面44B由于节制弹簧28的作用力而与转子凸轮40(配置孔52)的限制面40C抵接，从而限制施力筒24向右方的移动，使施力凸部24A向施力凹部26A的插入量减小。

而且，转子凸轮40进一步向正方向A旋转，转子凸轮40(配置孔52)的传递面40A按压施力筒24的旋转面44A，从而施力筒24由于间歇地施力凸部24A向施力凹部26A间(凸部)的抵接而克服节制弹簧28的作用力稍微向左方移动，并且向正方向A旋转。由此，杆14向前侧转动到“P”位置，杆14的换挡位置与自动变速器20的换挡挡位对应。

另外，在杆14转动到“P”位置时，通过控制装置18的控制使马达32反向驱动，从而使蜗杆34、斜齿轮36以及蜗杆副38旋转，将转子凸轮40向相反方向B旋转。因此，转子凸轮40的限制面40C从施力筒24的抵接面44B向相反方向B脱离，施力筒24由于节制弹簧28的作用力而向右方移动，从而施力凸部24A被插入到施力凹部26A，杆14被保持在“P”位置。而且，转子凸轮40进一步向相反方向B旋转，恢复到基准旋转位置。

在这里，在通过驱动机构30将杆14转动到前侧(“P”位置侧)时，在对杆14作用有向后侧的载荷(移动限制力)，而使杆14向前侧的转动被限制的情况下(包括杆14被转动到后侧的情况)，在释放机构42中，施力筒24的旋转面44A相对于转子凸轮40的传递面40A向相反方向B相对旋转，施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动(参照图8的(A))，从而旋转面44A从传递面40A向左侧脱离，施力筒24的抵接面44B由于节制弹簧28的作用力而与转子凸轮40的脱离面40D抵接(参照图8的(B))。因此，允许施力筒24相对于转子凸轮40的向相反方向B的相对旋转，施力筒24相对于转子凸轮40的向相反方向B的旋转力被释放。

并且，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在杆14向前侧的转动被限制后(检测装置16检测出杆14向前侧的转动的限制后，施力筒24相对于转子凸轮40的向相反方向B的旋转力被释放后)，通过控制装置18的控制使马达32反向驱动，将转子凸轮40向相反方向B旋转，从而转子凸轮40的脱离面40D从施力筒24的抵接面44B向相反方向B脱离后，转子凸轮40的限制面40C从施力筒24的抵接面44B向相反方向B脱离，转子凸轮40恢复到基准旋转位置。

通过以上，在本实施方式中，也能够起到与上述第一实施方式同样的作用以及效果。

特别是，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在节制机构22中，使施力筒24的施力凸部24A向节制板26的施力凹部26A的插入量减小，杆14向换挡位置的保持被解除。因此，能够抑制(限制)施力凸部24A干扰施力凹部26A，能够抑制节制机构22阻碍基于驱动机构30的杆14向前侧的转动。

并且，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在释放机构42中，转子凸轮40(按压面40B)将施力筒24(旋转面44A)向正方向A按压，从而施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，杆14对换挡位置的保持被解除。因此，能够不需要与释放机构42分开地设置用于解除杆14对换挡位置的保持的机构，能够使换挡装置10的结构简单。

此外，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，在节制机构22中，在施力筒24设置有施力凸部24A，并且在节制板26设置有施力凹部26A。然而，也可以在节制机构22中，在施力筒24设置有施力凹部26A，并且在节制板26设置有施力凸部24A。

并且，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，在释放机构42中，转子凸轮40(传递面40A或者按压面40B)将施力筒24(旋转面44A)向正方向A按压，从而施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，杆14对换挡位置的保持被解除。然而，在通过驱动机构30将杆14向前侧转动时，也可以与释放机构42不同的机构使施力筒24克服节制弹簧28的作用力而向左方移动，杆14对换挡位置的保持被解除。

另外，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，使杆14(换挡体)转动。然而，也可以使换挡体滑动或者绕中心轴线旋转。

并且，在上述第一实施方式以及第二实施方式中，换挡装置10、50设置于控制台。然而，也可以将换挡装置10、50设置于仪表盘或者转向柱。

Claims

1.一种换挡装置，其特征在于，具备：

换挡体，该换挡体被移动从而变更换挡位置；

移动机构，对所述换挡体传递移动力从而使所述换挡体移动；以及

释放机构，设置于从所述移动机构向所述换挡体传递移动力的路径，在被所述移动机构传递移动力的所述换挡体的移动被限制时，将作用于所述换挡体的移动限制力释放。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其特征在于，

所述换挡装置具备施力机构，所述施力机构将所述换挡体向换挡位置侧施力，并在所述移动机构对所述换挡体传递移动力时，限制所述换挡体的施力。

3.根据权利要求2所述的换挡装置，其特征在于，

在所述移动机构对所述换挡体传递移动力时，所述释放机构限制所述施力机构进行的所述换挡体的施力。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的换挡装置，其特征在于，

在被所述移动机构传递移动力的所述换挡体的移动被限制之后，恢复到所述移动机构对所述换挡体传递移动力之前的状态。