专利名称：电磁螺线管和使用电磁螺线管的变速箱换档致动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁螺线管(electromagnetic solenoid)以及一种使用所述电磁螺线管的变速箱(transmission)的换档致动装置(shift actuator)，用于在换档方向上驱动换档杆，以便操纵安装在车辆上的变速箱的齿轮变速机构。
背景技术：
作为变速箱的换档致动装置，用于在变档方向上驱动换档杆，以便操纵变速箱的齿轮变速机构，一直使用流体压力缸，作为操纵源，所述流体压力缸使用气压或诸如液压等流体压力。使用液压缸的换档致动装置需要用于连接流体压力源的管路以及用于改变操作流体的流动路径的电磁转换阀，还需要用于安置上述元件的空间。这些需求引起使装置整体重量增加的问题。
近些年来，已经提出一种被电动机驱动的致动装置，作为安装在车辆上变速箱的换档致动装置，其既没有配备压缩空气源，也没有配备液体压力源。与使用流体压力缸的传送装置不同，由电动机构成的换档致动装置不需要连接流体压力源的管路或电磁转换阀。因此作为一个整体，设备可以被构造的更紧凑，重量更轻。然而被电动机驱动的致动装置需要一种减速机构，以便获得预定操作力。作为减速机构，已经提出一种使用滚珠丝杠机械的减速机构以及一种使用齿轮机构的减速机构。然而，使用滚珠丝杠和齿轮机构的传动装置在滚珠丝杠和齿轮机构的耐久性、电动机耐久性等方面不一定满足要求，同时不一定满足对操作速度的要求。
日本专利申请JP-A 2002-213606介绍了一种变速箱的换档致动装置，其使用电磁螺线管作为致动装置，具有良好的耐久性和高操作速度。
变速箱的换档致动装置必须停止在齿轮变速机构中的一个空档位置。然而由于这种结构，电磁螺线管被激励到一个电磁线圈被激励的位置或一个电磁线圈未被激励的位置，但是很难在一中间位置停止。使电磁螺线管停止在中间位置，需要一种位置检测装置和包括反馈控制的复杂控制设备。因此，如果在不使用位置检测装置和复杂控制设备的前提下，电磁螺线管可以停止在中间位置，可以预测，其可以应用于多种设备。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种在不使用位置检测装置和复杂控制设备的前提下可以停止在中间位置的电磁螺线管。本发明的第二个目的是提供一种使用这种在不利用位置检测装置和复杂控制设备的前提下可以停止在中间位置的电磁螺线管的变速箱的换档致动装置。
为了实现第一个目的，本发明提供一种电磁螺线管，其包括圆柱形体轭、被设置在所述体轭一端面上的前轭、与所述前轭整体形成并被设置在所述体轭上的固定轭、被设置在所述体轭另一端面上的后轭、在轴向上被设置在所述体轭中间部位上的环形中心轭、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述前轭之间用于围绕所述固定轭的第一环形电磁线圈、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述后轭之间的第二环形电磁线圈、一被插入穿过所述前轭和固定轭以便在轴向上运动的操纵杆、被安装在所述操纵杆靠所述后轭一侧的端部上的第一移动轭、被设置在所述操纵杆上以便在所述第一移动轭和所述固定轭之间滑动的第二移动轭、以及限制装置，该限制装置用于限制所述第二移动轭在所述第一移动轭移动范围的中间位置向所述后轭移动。
希望，将由非磁材料制成的磁断路环在轴向上设置在所述体轭的中心部位上。此外希望，所述限制装置包括在径向上在所述中心轭的内周面上向内突出的止动部位。
此外为了实现第二个目的，本发明提供一种配备有第一和第二电磁螺线管的换档致动装置，在彼此相反方向驱动与操纵变速箱内的齿轮变速机构的换档杆相连的操纵元件，其中所述第一和第二电磁螺线管分别包括圆柱形体轭、被设置在所述体轭一端面上的前轭、与所述前轭整体形成并被设置在所述体轭上的固定轭、被设置在所述体轭另一端面上的后轭、在轴向上被设置在所述体轭中间部位上的环形中心轭、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述前轭之间用于围绕所述固定轭的第一环形电磁线圈、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述后轭之间的第二环形电磁线圈、一被插入穿过所述前轭和固定轭以便在轴向上运动并与所述操纵元件相连的操纵杆、被安装在所述操纵杆靠所述后轭一侧的端部上的第一移动轭、被设置在所述操纵杆上以便在所述第一移动轭和所述固定轭之间滑动的第二移动轭、以及限制装置，该限制装置用于限制所述第二移动轭在所述第一移动轭移动范围的中间位置向所述后轭移动。
图1是一个说明符合本发明一实施例的电磁螺线管的断面图；图2是一个说明图1所示电磁螺线管的操纵状态的视图；
图3是一个说明符合本发明另一实施例的电磁螺线管的断面图；图4是一个局部被剖开的平面视图，显示了配备有符合本发明变档传送装置的齿轮变速设备；图5是一个沿图4中A-A线所做的断面图；图6是一个沿图4中B-B线所做的断面图；图7是一个说明构成图4所示齿轮变速设备的选择致动装置的操纵的视图；图8是一个说明构成图4所示齿轮变速设备的换档致动装置的操纵的视图；图9是一个说明构成图4所示齿轮变速设备的换档致动装置的操纵的视图。
具体实施例方式
下文将结合附图详细介绍符合本发明的电磁螺线管和使用该电磁螺线管的变速箱的换档致动装置的优选实施例。
图1是一个说明符合本发明一实施例的电磁螺线管的断面图。图1所示的电磁螺线管2具有圆柱形体轭(body yoke)21。体轭21是由圆柱形磁材料制成的，并具有形成在一端(图1的左端)外周上的安装法兰211。在体轭21上，在一端侧上设置有前轭221和固定轭222、在另一端(图1中右侧)侧上设置有后轭223，还具有一在轴向方向上位于中间部位的中心轭224。
前轭221和固定轭222由磁材料整体形成，固定轭222从图中前轭221的右侧表面的中间部位突出。在前轭221和固定轭222上，在轴向上形成一穿过中心部位的通孔222a。在如此构成的前轭221和固定轭222上，固定轭222从体轭21的一端面插入，前轭221被安装在体轭21的一端部位上。后轭223是由磁材料形成的环，并被安装在体轭21的另一端(图1中的右端)上。中心轭224是由磁材料形成的环，并沿体轭21的内周面被装配。这样设置中心轭224，其在图1中的右侧面与形成在体轭21内周面上且在轴向上位于中间的阶梯部分212接触。中心轭224具有环形止动部位224a，在图1中其被形成在内周面的右端，并在径向上向内突出。
所示实施例中的电磁螺线管2配备有沿体轭21的内周面设置的第一环形电磁线圈231和第二环形电磁线圈232。第一电磁线圈231缠绕在由合成树脂等非磁材料制成的环形线轴241上，并被设置在中心轭224和前轭221之间，围绕固定轭222。第二电磁线圈232缠绕在由合成树脂等非磁材料制成的环形线轴242上，并被设置在中心轭224和后轭223之间。其上缠绕有第二电磁线圈232的线轴242的内径比其上缠绕有第一电磁线圈231的线轴241的内径小，在所示实施例中，线轴242的内径等于形成在中心轭224上的止动部分224a的内径。
所示实施例的电磁螺线管2具有操纵杆25，所述操纵杆被插入形成在前轭221和固定轭222上的插入孔222a内，并能沿轴向移动。操纵杆25由诸如不锈钢等非磁材料制成，并被如此设置，从而其左端在图1中向左突出，超出安装在体轭21上的前轭221。在操纵杆25上设置有第一移动轭261和第二移动轭262。第一移动轭261由磁材料制成，并在其中心形成有装配孔261a。装配孔261a被装配在形成在操纵杆25上靠后轭223侧的一端(图1中右端)上的小直径部分251上，并利用适合的固定装置被固定在操纵杆25上。第二移动轭262由磁材料制成并具有装配孔262a。第二移动轭262被设置在第一移动轭261和固定轭222之间并具有被装配在操纵杆25中间部位上的装配孔262a，从而可以在轴向上滑动。这样构成第二移动轭262，从而形成在外周部分上的右端面与中心轭224上的止动部分224a接触。该止动部分224a被设置在与第二移动轭262接触的位置，该位置位于第一移动轭261移动范围的中部。从而止动部分224a作为限制装置工作，用于在第一移动轭261移动范围的中部限制第二移动轭262向后轭223的移动。该限制装置可以是这样的，从而第二移动轭262与其上缠绕有第二电磁线圈232的线轴242接触并且线轴242作为止动器，而代替在中心轭224上形成止动部分224a。
在图1中，附图标记27代表用于覆盖第一移动轭261以便阻止水、灰尘和污物进入电磁螺线管的盖元件。使用螺钉28将盖元件27固定在后轭223上。
图1所示的该实施例的电磁螺线管2如上述那样构成。下文将结合图2介绍其操作。
当向处于图1所示复位位置状态的第二电磁线圈232提供电流时，产生一围绕第二电磁线圈232的磁场，形成图2(a)中箭头232a所示的磁流(磁通量)。从而第一移动轭261和第二移动轭262彼此吸引。此时，第二移动轭262与形成在中心轭24上的止动部分224a接触，限制其向图2(a)中的右侧运动。从而第一移动轭261向图2(a)中的左侧运动，第一移动轭261在如图2(a)所示的与第二移动轭262接触的位置停止运动。因此，安装在第二移动轭262上的操纵杆25到达图2(a)所示的中间位置。当向第二电磁线圈232提供电流时，围绕第二电磁线圈232形成图2(a)中箭头232a所示的磁流(磁通量)，同时产生箭头232b所示的附加通量(parasitic flux)。然而箭头232b所示的附加通量比箭头232a所示的磁流弱，因此影响非常小。
然后，当向处于图2(a)所示状态下的第一电磁线圈231提供电流时，产生一围绕第一电磁线圈231的磁场，形成图2(b)中箭头231a所示的磁流(磁通量)。当向第一电磁线圈231提供电流时，也产生图2(b)中箭头231b所示的附加通量。从而如图2(b)所示，第一移动轭261和第二移动轭262被固定轭222吸引。从而安装在第二移动轭262上的操纵杆25到达如图2(b)所示操作行程中的满行程位置。当到达图2(b)所示满行程位置时，不仅向第一电磁线圈231提供电流，也向第二电磁线圈232提供电流，从而保持第一移动轭261和第二移动轭262彼此紧密接触的状态。在此情况下，无需100％供应电流，但是所提供的电流大小必须足以保持所述紧密接触状态。
下文结合图3介绍符合本发明另一个实施例的电磁螺线管。在图3所示实施例中，与图1和2所示实施例中相同的元件用相同的附图标记表示，对此就不再进行介绍了。
图3所示实施例中的电磁螺线管2具有由诸如不锈钢等非磁材料制成的磁断路环(magnetism shut-off ring)20，其在轴向上被设置在体轭21的中间部位，也就是面对中心轭224的位置，以便在向图1和2所示实施例中的第二电磁线圈232提供电流时，阻止附加通量(图2(a)中箭头232b所示)产生。由于这种结构，当向第二电磁线圈232提供电流时，产生如图3中箭头232a所示的磁流(磁通量)，当向第一电磁线圈231提供电流时，产生如图3中箭头231a所示的磁流(磁通量)。
下文结合图4～9介绍使用符合本发明电磁螺线管的变速箱的换档致动装置。
图4是一个局部被剖开的平面视图，显示了配备有符合本发明变档传送装置的齿轮变速设备；图5是一个沿图4中A-A线所做的断面图；图6是一个沿图4中B-B线所做的断面图。
所示实施例中的齿轮变速设备1由用于支承将在下文介绍的换档杆的圆柱形壳体3、安装在壳体3上的选择致动器4以及换档致动装置7构成。在壳体3一端(图4和5中的右端)的侧部(图4中的上侧部分)具有选择致动器(select actuator)安装部位31，在一端(图4和5的右端)的下侧部(图5的下侧部分)具有换档致动装置安装部位32。此外在壳体3的中心部位的下部具有一开口33。
控制轴35被可转动地设置在由此构成的壳体3上。也就是控制轴35的一端(在图4和5中的右端)被轴承361转动地支承，另一端(在图4和5中的左端)被设置在壳体3另一端上的轴承362支承。换档杆37被安装在控制轴35上。换档杆37包括具有装配控制轴的孔的安装部位371以及杆部372，杆部372被形成为在径向从所述安装部位371突出，如图5所示，杆部372被设置为从形成在壳体3下部的孔中穿过。换档杆37的安装部位371配备有形成在孔的内周面上的内花键371a，从而被装配在控制轴35上，内花键371a被花键装配在形成在控制轴35中心部位上的外花键351上，从而可以在轴向上滑动。从而换档杆37被支承，以便在轴向上滑动，被壳体3转动地支承的控制轴35作为换档杆支承机构工作，以便支承被设置在壳体上的换档杆37，从而在轴向上滑动，允许其转动。在所示实施例中，作为换档杆支承机构工作的控制轴35被设置为在壳体3内近似水平。
如上所述，换档杆37被作为换档杆支承机构工作的控制轴35支承，从而在轴向上滑动并转动，并在杆部372的一端，与被设置在第一选择位置SP1、第二选择位置SP2、第三选择位置SP2和第四选择位置SP4上的同步器中的压片(shift block)301、302、303和304适合地啮合，其构成变速箱未示的换档机构(shift mechanism)。在所示实施例中，第一选择位置SP1被设置在倒车挡—一档选择位置，第二选择位置SP2被设置在二档—三档选择位置，第三选择位置SP3被设置在四档—五档选择位置，第四选择位置SP3被设置在六档选择位置。
下文，结合图4简要介绍选择致动器4，其在选择方向上也就是轴向上驱动换档杆37。
所示实施例中的选择致动器4包括被用作驱动源的电磁螺线管40以及选择操作机构50，该选择操作机构50被电磁螺线管40操纵，以致动换档杆37。电磁螺线管40包括圆柱形体轭41、安装在体轭41一端(图4内的下端)的前轭42、与前轭42整体形成的固定轭43、设置在体轭41另一端(图4内的上端)的后轭44、沿体轭41内周面设置的环形电磁线圈45、在轴向上穿过前轭42和固定轭43中心部位以便滑动的的操纵杆46、安装在操纵杆46上端的移动轭47以及安装在后轭44上的盖元件48。
圆柱形体轭41由磁材料制成，在一端(图4中的上端)具有安装法兰411，利用诸如螺栓等的紧固装置401将盖安装法兰411安装在选择致动器安装部位31上，前轭42和固定轭43由磁材料制成一整体，在图中，固定轭43被形成的超出前轭42的中心部位的上表面。插入孔431被形成在前轭42和固定轭43上并在轴向上穿透前轭42和固定轭43的中心部位。由此构成的前轭42和固定轭43，从而固定轭43从体轭41的一端插入，前轭42被安装在体轭41的一端上。后轭44在体轭41的另一端(图4中的上端)被形成为环形，与体轭41被整体形成。
电磁线圈45被缠绕在由诸如合成树脂等非磁材料制成的环形线轴450上，并沿体轭41的内周面被设置。操纵杆46由诸如不锈钢等非磁材料制成，并被插在和装配在形成在前轭42和固定轭43上的通孔431内，从而在轴向上滑动。操纵杆46的一端(图4中的下端)被设置的向下穿过安装在体轭41上的前轭42，并被如此设置，即其在设置在壳体3的侧面上的选择操作机械容置腔313内能向前移动或向后移动。球形接头462被设置在操纵杆46的一端。
下文将介绍选择操纵机械50。
所示实施例的选择操纵机械50被容置在选择操作机械容置腔313内，具有第一杆51、第二杆52、第三杆53和第四杆54。第一杆51的一端被安装在沿上下方向(垂直于图4纸面的方向)设置的支承轴55上。第一杆51的另一端与设置在电磁螺线管40的操纵杆46的另一端上的球形接头462可滑动地连接。第二杆52的一端被安装在支承轴55上，另一端具有一啮合销56。第三杆53的一端被安装在沿上下方向(垂直于图4纸面的方向)设置的支承轴57上，另一端具有细长孔531。所述安装在第二杆52另一端的啮合销56被装配在该细长孔531上。第四杆54的一端被安装在支承轴57上，另一端具有操纵部位541。如图5所示，形成在另一端的操纵部位541被装配在形成在换档杆37的安装部位371上的啮合槽371b。
在所示实施例中构成选择致动器4的电磁螺线管40和选择操纵机械50具有上述结构。当向电磁线圈45提供电流时，固定轭43被磁化，移动轭47被固定轭43吸引。从而移动轭47或操纵杆46在图4内产生向下的推力。移动轭47也就是操纵杆46所产生的向下推力的大小由提供到电磁线圈45的电流强度确定。当作为向电磁线圈45提供电流的结果，移动轭47也就是操纵杆46在图4中向下移动时，第一杆51、第二杆52、第三杆53和第四杆54分别从实线和虚线所示位置被操纵到图4中双点划线所示位置。从而被第四杆54的操纵部位541所操纵的换档杆37从图5中实线所示第一选择位置SP1被操纵到第四选择位置SP4。
如图5所示，所示实施例的选择致动器4具有选择位置限制机构6，根据移动轭47也就是操纵杆46响应于提供到电磁螺线管40的电磁线圈45的电流大小而产生推力的大小，所述选择位置限制机构6将换档杆37的位置限制到第一选择位置SP1、第二选择位置SP2、第三选择位置SP3和第四选择位置SP4。在控制轴35的中心部位，该选择位置限制机构6具有被设置在图5所示换档杆37的安装部位371的右侧上的第一移动环61和第二移动环62，从而沿轴向滑动。由于形成在壳体3内周面上的第一止动器3a，限制第一移动环61向图5中的左侧运动，由于形成在壳体3内周面上的第二止动器3b，限制第二移动环62向图5中的左侧运动，所述第二止动器3b距所述第一止动器3a一预定距离，由于形成在壳体3内周面上并在图5中位于第二止动器3b右侧的第三止动器3c，限制第二移动环62向图5中的右侧运动。因此，第二移动环62仅被允许在第二止动器3b和第三止动器3c之间运动。第一移动环61的直径比第二止动器3b的内径小，从而能够向右超过第二止动器3b运动。
第一压缩螺旋弹簧63被设置在第一移动环61和换档杆37的安装部位371之间，第二压缩螺旋弹簧64被设置在第一移动环61和第二移动环62之间。此外第三压缩螺旋弹簧65被设置在第二移动环62和第三止动器3c之间。第二压缩螺旋弹簧64的弹力被设定的大于第一压缩螺旋弹簧63的弹力，第三压缩螺旋弹簧65的弹力被设定的大于第二压缩螺旋弹簧64的弹力。从而第一移动环61与第一止动器3a接触，第二移动环62与第二止动器3b接触。
所示实施例的选择致动器4具有上述结构，下文介绍其操作。
当不向构成选择致动器4的电磁螺线管40的电磁线圈45提供电流时，构成电磁螺线管40的移动轭47、操纵杆46和选择操纵机械50位于图4中实线所示状态。构成选择位置限制机构6的第一移动环61和第二移动环62位于图5所示状态，此时第一压缩螺旋弹簧63、第二压缩螺旋弹簧64和第三压缩螺旋弹簧65的弹力是平衡的。从而换档杆37到达第一操作位置(SP1)。如上所述，这个实施例中的第一操作位置(SP1)已经被设置在倒档—一档选择位置。在此情况下，当电磁螺线管40变得有故障(faulty)，选择致动器4将换档杆37带到倒档—头档选择位置。如果电磁螺线管40工作不正常(out of order)，变速箱可以被换档一档，此时车辆开始运动，或变速箱被换档到倒档，此时车辆可以被驱动到诸如修车店的预定位置。
当诸如2V的电压被施加到处于图4和5所示状态的构成致动器4的电磁螺线管40的电磁线圈45时，移动轭47被固定轭43吸引，从而移动轭47或操纵杆46产生在图4内向下的推力。从而构成选择操纵机构50的杠杆从图4内实线所示状态沿双点划线所示方向操纵。如图7(a)所示，换档杆37抵抗第一压缩螺旋弹簧63的弹力向右运动。换档杆37在安装部位371的右端已经与第一移动环61接触的位置上停止，并被带到如图7(a)所示第二操纵位置(SP2)。
然后当诸如4V的电压被施加到构成致动器4的电磁螺线管40的电磁线圈45时，移动轭47和操纵杆46产生增加的向下推力，从而构成选择操纵机构50的杠杆进一步沿图4中双点划线所示方向运动。换档杆37进一步抵抗第一压缩螺旋弹簧63以及第二压缩螺旋弹簧64的弹力向右运动，处于如图7(b)所示与第一移动环61接触状态。然后换档杆37在第一移动环61和第二移动环62接触的位置上停止，并被带到如图7(b)所示的第三操作位置(SP3)。
然后当诸如8V的电压被施加到构成致动器4的电磁螺线管40的电磁线圈45时，移动轭47和操纵杆46产生更大的向下推力。从而构成选择操纵机构50的杠杆向上运动到图4中双点划线所示位置，换档杆37进一步抵抗第一压缩螺旋弹簧63、第二压缩螺旋弹簧64和第三压缩螺旋弹簧65的弹力向右运动，处于如图7(c)所示第一移动环61与第二移动环62接触状态。然后换档杆37在第二移动环62和第三止动器3c接触的位置上停止，并被带到如图7(c)所示的第四操作位置(SP4)。
在构成上述齿轮变速设备的选择致动器4内，换档杆37被支承在壳体3上，从而在轴向上滑动并转动，并被电磁螺线管40操纵。因此由于使用非转动机械，提高了选择致动器4的寿命。由于无需使用由滚珠丝杠或齿轮机械构成的减速机构，所示实施例的选择致动器4的结构紧凑，操作速度增加。此外，所示实施例的选择致动器4配备有选择位置限制机构6，从而根据操纵杆46响应于提供到电磁线圈42的电能而产生的推力，可以将换档杆37带到多个选择位置。因此，使用单独一个电磁螺线管，可以选择多个位置，从而选择致动器的结构紧凑，成本低廉。
下文结合图6简要介绍换档致动装置7。
所示的换档致动装置7沿着换档方向致动安装在控制轴35上的操纵杆90。操纵杆90具有在其中间部位形成的销孔，并且在其两端设置有连接部分92和93。于是这样形成的操纵杆90被插入到在控制轴35的端部与其轴线成90度形成的孔352中，并且通过将销94插入到销孔91和在控制轴35中形成的销孔353中而将操纵杆90安装到控制轴35上。操纵杆90作为一操纵元件进行工作，其通过控制轴35与换档杆37接合。
所示的换档致动装置7具有第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b，用于在彼此相反方向操纵操纵杆90。第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b采用与图1所示电磁螺线管相同的方式构成，并采用相同的附图标记表示相同的元件，对相同的元件就不再进行介绍了。第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b被彼此平行地设置在控制轴35下方，从而在上下方向操纵，并利用诸如螺钉和螺母的固定装置201将其安装在设置在壳体3一端部位上的换档致动装置安装部位32上。
球接头750被设置在构成第一电磁螺线管2a的操纵杆25的一端(图6中的上端)。形成在操纵杆90一端(图6中的右端)的连接部位92可滑动地与球接头750相连。此外，将球接头850设置在构成第二电磁螺线管2b的操纵杆25的一端(图6中的上端)。操纵杆90另一端(图6中的左端)上的连接部位92可滑动地与球接头850相连。
所示实施例的齿轮减速设备1具有位置选择传感器10，用于检测换档杆37在轴向上的位置，也就是检测换档杆37在选择方向的位置。位置选择传感器10包括一电位器，将一杠杆102的一端连接到转向处(turning)101。附着在杠杆102另一端的结合销103与形成在换档杆37安装部位371的侧面上的啮合槽371c啮合。从而，当换档杆37向图5中的左或右端移动时，杠杆102在转向处101上摆动。换句话说，转向处101转向检测换档杆37在轴向上的操纵位置，也就是检测换档杆37在选择方向上的位置。
此外，所示实施例的齿轮减速设备1具有变档行程位置传感器11，用于检测换档杆37的转动位置，也就是用于检测换档杆37的变档行程位置。变档行程位置传感器11被安装在壳体31的另一端(图5中的左端)。变档行程位置传感器11包括一电位器，其转向处111被连接到花键装配在换档杆37上的控制轴35的另一端。随着换档杆转动，控制轴35转动，该转动位置也就是换档杆37的变档行程位置被检测。并不一定必须需要该变档行程位置传感器11来控制所示换档致动装置7的操作。但是安装变档行程位置传感器11，用于确定空档和变档操作结束。从而可以利用一用于检测空档和变档操作结束的位置传感器来代替变档行程位置传感器11。
在上述所示实施例的齿轮变速设备1中，构成选择致动器4的电磁螺线管40以及构成换档致动装置7的第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b被设置在构成选择传动装置3的壳体的一端上。检测换档杆37也就是控制轴35转动数量的变档行程位置传感器11被设置在该壳体的另一端上。从而，变档行程位置传感器11不受电磁螺线管所产生磁场的影响。在所示实施例中，此外，位置选择传感器10被设置在壳体的中央部位，也不受设置在壳体一端上的电磁螺线管所产生磁场的影响。
所示实施例的换档致动装置7如上所述那样被构成。其操作将在下文介绍。
在图6所示状态下，齿轮变速机构处于空档状态，换档杆37处于空档位置。在此状态下，第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b都处于这种位置，也就是第一移动轭261与第二移动轭262接触。当向处于图6所示状态的第一电磁螺线管2a的第一电磁线圈231提供电流时，围绕第一电磁螺线管2a的第一电磁线圈231产生磁场，如图8所示，第一移动轭261与第二移动轭262被固定轭222吸引。从而安装在第二移动轭262上的操纵杆25如图8所示向上移动，在其连接部位92与操纵杆25相连的操纵杆90在图8中以控制轴35为中心沿逆时针方向转动。从而安装操纵杆90的控制轴35转动，被花键装配在控制轴35上的换档杆27在第一方向换档。换句话说，一个速度改变齿轮啮合。当从空档位置在如图8所示的第一方向进行换档操作时，被提供到第一电磁螺线管2a的第一电磁线圈231的电流也被提供到第二电磁线圈232，保持第一移动轭261和第二移动轭262紧密地接触的状态。
另一方面，当向图6所示状态的第二电磁螺线管2b的第一电磁线圈231提供电流时，围绕第二电磁螺线管2b的第一电磁线圈231产生磁场，如图9所示，第一移动轭261与第二移动轭262被固定轭222吸引。如图9所示，安装在第二移动轭262上的操纵杆25向上移动。在其连接部位93与操纵杆25相连的操纵杆90在图9中以控制轴35为中心沿顺时针方向转动。从而安装操纵杆90的控制轴35转动，被花键装配在控制轴35上的换档杆37在第二方向换档。换句话说，另一个速度改变齿轮啮合。当从空档位置在如图9所示的第一方向进行换档操作时，被提供到第二电磁螺线管2b的第一电磁线圈231的电流也被提供到第二电磁线圈232，保持第一移动轭261和第二移动轭262紧密地接触的状态。
然后将换档杆37带到空档状态，也就是从已经在图8所示第一方向换档的状态带到空档位置，向第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流。从而围绕第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232产生磁场，第一移动轭261和第二移动轭262被彼此吸引。此时，第一移动轭261向上移动，到达一停止位置，此时如图6所示其与第二移动轭262接触，由于第二移动轭262与中心轭224的止动部位224a接触，并在图8中阻止第二移动轭262向下移动。因此安装在第二移动轭262上的操纵杆25向上移动到图6所示的中间位置，在其连接部位93与操纵杆25相连的操纵杆90以控制轴35为中心沿顺时针方向向上转动到空档位置。由于安装操纵杆90的控制轴35向上转动到空档位置，已经被带到第一换档位置的换档杆37被花键装配在控制轴35上，并被向上操作到空档位置。从而建立与一个速度改变齿轮脱离啮合的空档状态。此时，如果同时向第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232提供电流，通过向第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流所产生的操纵力与向第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232提供电流所产生的操纵力共同工作，从而消除了附加通量的影响，可以使换档杆更准确地在空档位置停止。如果具体介绍的话，由于向第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流所产生的操纵力的影响，操纵杆被带到中间位置。此时，同时产生如图2(a)所示的附加通量232b，在该附加通量所产生操纵力的作用下，操纵杆在图8中进一步向上运动。由于操纵杆向上运动超过中间位置，在第一电磁螺线管2a的中间轭242以及第一移动轭261之间产生间隙。通过同时向第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232提供电流，在中间轭242和第一移动轭261之间产生吸引力消除该间隙。因此附加通量所产生的影响被该吸引力抵消，可以使换档杆更准确地在空档位置停止。
另一方面，为了将换档杆37带到空档状态，也就是从已经在图9所示的第二方向换档的状态带到空档位置，向第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232提供电流，从而围绕第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232产生磁场，第一移动轭261和第二移动轭262被彼此吸引。此时，第一移动轭261向上移动，到达一停止位置，此时如图6所示其与第二移动轭262接触，由于第二移动轭262与中心轭224的止动部位224a接触，并在图9中阻止第二移动轭262向下移动。因此安装在第二移动轭262上的操纵杆25向上移动到图6所示的中间位置，在其连接部位93与操纵杆25相连的操纵杆90以控制轴35为中心沿顺时针方向向上转动到空档位置。由于安装操纵杆90的控制轴35向上转动到空档位置，已经被带到第一换档位置的换档杆37被花键装配在控制轴35上，并被向上操作到空档位置。从而建立与另一个速度改变齿轮脱离啮合的空档状态。此时如果同时向第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流，通过向第一电磁螺线管2a的第二电磁线圈232提供电流所产生的操纵力与向第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流所产生的操纵力共同工作，从而消除了附加通量的影响，可以使换档杆更准确地在空档位置停止。
如上所述，在所示实施例的换档致动装置7中，通过向构成换档致动装置7的第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b的第二电磁线圈232提供电流，无需使用位置检测装置或复杂的控制装置，就可以将换档杆带到空档位置停止。此外在所示实施例的换档致动装置7包括第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b以及被安装在控制轴35中间部位的操纵杆90，第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b被平行设置在安装换档杆37的控制轴35的下方，从而在向上向下方向运动，第一电磁螺线管2a的操纵杆25与操纵杆90的一端相连，第二电磁螺线管2b的操纵杆25与操纵杆90的另一端相连。从而，能够抵消作用在第一电磁螺线管2a的操纵杆25、第一移动轭261、第二电磁螺线管2b的操纵杆25和其第一移动轭261上的重力。此外，第一电磁螺线管2a和第二电磁螺线管2b被设置的在向上向下方向工作。从而，没有物体受车辆加速和减速的影响，第一移动轭261和第二移动轭262可以具有极小的滑动阻力。
虽然已经结合所示实施例对本发明进行了介绍，应该指出的是，本发明并不局限于上述实施例。例如所述实施例涉及下述情况，也就是本发明适用于选择致动器和构成齿轮变速机构的换档致动装置。然而符合本发明的换档致动装置也可以被应用于换档助力设备，所述换档助力设备例如在人力操纵传动中在换档方向上帮助操纵力。
符合本发明的电磁螺线管如上所述那样被构成。通过向第二电磁线圈提供电流，在无需使用位置检测装置或复杂控制装置的前提下，换档杆可以被带动的停止在中间位置。此外，通过向第一和第二电磁线圈提供电流，换档杆可以被向上促动到满行程位置。
此外，符合本发明变速箱的换档致动装置如上所述那样被构成。通过向第一电磁螺线管的第二电磁线圈或第二电磁螺线管的第二电磁线圈提供电流，在无需使用位置检测装置或复杂控制装置的前提下，齿轮变速机构可以被带动的停止在中间位置。此外，通过向第一电磁线圈或第一和第二电磁线圈提供电流，齿轮变速机构可以被向上促动到满行程位置。
权利要求
1.一种电磁螺线管，其包括圆柱形体轭、被设置在所述体轭一端面上的前轭、与所述前轭整体形成并被设置在所述体轭上的固定轭、被设置在所述体轭另一端面上的后轭、在轴向上被设置在所述体轭中间部位上的环形中心轭、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述前轭之间用于围绕所述固定轭的第一环形电磁线圈、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述后轭之间的第二环形电磁线圈、一被插入穿过所述前轭和固定轭以便在轴向上运动的操纵杆、被安装在所述操纵杆的靠所述后轭一侧的端部上的第一移动轭、被设置在所述操纵杆上以便在所述第一移动轭和所述固定轭之间滑动的第二移动轭、以及限制装置，该限制装置用于限制所述第二移动轭在所述第一移动轭移动范围的中间位置向所述后轭移动。
2.如权利要求1所述电磁螺线管，其特征在于由非磁材料制成的磁断路环在轴向上被设置在所述体轭的中心部位上。
3.如权利要求1所述电磁螺线管，其特征在于所述限制装置包括在径向上在所述中心轭的内周面上向内突出的止动部位。
4.一种配备有第一和第二电磁螺线管的换档致动装置，所述第一和第二电磁螺线管在彼此相反方向驱动与操纵变速箱内的齿轮变速机构的换档杆相连的操纵元件，其中，所述第一和第二电磁螺线管分别包括圆柱形体轭、被设置在所述体轭一端面上的前轭、与所述前轭整体形成并被设置在所述体轭上的固定轭、被设置在所述体轭另一端面上的后轭、在轴向上被设置在所述体轭中间部位上的环形中心轭、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述前轭之间用于围绕所述固定轭的第一环形电磁线圈、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述后轭之间的第二环形电磁线圈、一被插入穿过所述前轭和固定轭以便在轴向上运动并与所述操纵元件相连的操纵杆、被安装在所述操纵杆的靠所述后轭一侧的端部上的第一移动轭、被设置在所述操纵杆上以便在所述第一移动轭和所述固定轭之间滑动的第二移动轭、以及限制装置，该限制装置用于限制所述第二移动轭在所述第一移动轭移动范围的中间位置向所述后轭移动。
全文摘要
一种电磁螺线管，其包括圆柱形体轭、被设置在所述体轭一端面上的前轭、与所述前轭整体形成的固定轭、被设置在所述体轭另一端面上的后轭、被设置在所述体轭中间部位上的环形中心轭、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述前轭之间的第一环形电磁线圈、沿所述体轭内周面被设置在所述中心轭和所述后轭之间的第二环形电磁线圈、一被插入穿过所述前轭和固定轭以便运动的操纵杆、被安装在所述操纵杆靠所述后轭一侧的端部上的第一移动轭、被设置在所述操纵杆上以便在所述第一移动轭和所述固定轭之间滑动的第二移动轭、以及限制装置，该限制装置用于限制所述第二移动轭在所述第一移动轭移动范围的中间位置向所述后轭移动。
文档编号F16H63/34GK1497618SQ0316039
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年10月4日
发明者小林一彦 申请人:五十铃自动车株式会社, 株式会社特朗斯特隆