专利名称：车辆换档杆装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种车辆换档杆装置，并更具体地涉及用来提高换档杆从停车档到其它操作档位的操作稳定性及平稳性的技术。
背景技术：
已知车辆换档杆装置，其中换档杆移动的路径由具有拐角部分的导向槽限定或限制，该拐角部分具有约90°的弯角，且与换档杆的中间档位相对应，该中间档位在选择方向上与停车档间隔开，且在与该选择方向垂直的换档方向上与其它的操作档位间隔开，使得当换档杆首先沿选择方向从停车档移动到中间档位、而后沿换档方向从中间档位移动到上述的一个其它的操作档位时，导向槽允许操作换档杆从停车档到其它的操作档位之一。JP-11-227485A公开了这种车辆换档杆装置的一个例子。
参考图7，示出了一种如上述给出文献中公开的车辆换档杆装置，其被设置在与车辆驾驶员座位相邻定位的中央控制台的位置上。在这个车辆换档杆装置中，换档杆100的移动路径由导向槽102限定或限制。该换档杆100具有多个操作档位P、R、N、D等，它们在平行于车辆纵向的换档方向上彼此间隔开。如图7所示的换档杆100在车辆停放时被放置在停车档P上。当操作换档杆100从停车档P到倒车档R、以便使车辆倒车时，换档杆100首先沿平行于车辆的横向或宽度方向的选择方向上、更具体地说是沿右向从停车档P移动到停车选择档“P选择”，而后沿平行于车辆的纵向或行进方向的换档方向、更具体地说是沿车辆的向后方向移动到倒车选择档“R选择”上。随后，换档杆100从倒车选择档“R选择”向左移动到倒车档R上。从而，换档杆100从停车档P到倒车档R的操作需要换档杆100沿大致为U形的路径移动。停车选择档“P选择”对应于上述的中间档位。
换档杆通过连杆或绳缆而与自动变速器机械式地相连，使得换档杆在换档方向上的移动致动手动阀打开液压回路，从而允许自动变速器的增档或减档操作，达到新选定的操作档位(换档(gear)档位)，或是把自动变速器保持在当前选定的操作档位(换档(gear)档位)。为了适应自动变速器的具体操作误差和装配误差，换档杆在每个操作档位P、R、N、D等的换档方向上都具有适当的余隙量。由图8中的阴影线所示的矩形区域A为换档杆100(由若干圆表示)的中心点能够在停车档P和停车选择档“P选择”之间移动所处的余隙区域。
通常，在换档杆100的停车档P与停车选择档“P选择”之间设置有换档锁定部件。该换档锁定部件被布置为可移动到其缩回或解锁位置，从而当满足预定的解锁条件时(例如车辆制动系统的运行)允许换档杆100从停车档P移动到停车选择档“P选择”。当不满足预定的解锁条件时，该换档锁定部件阻止换档杆100从停车档P移动到停车选择档“P选择”。
在上述已知的换档杆装置中，其中换档杆的中心点可在图8所示的活动区域A内移动，该换档杆在从停车档P到停车选择档“P选择”的移动过程中趋向于沿换档方向(车辆纵向)来回移动，或者当换档杆向右朝停车选择档“P选择”移动时，会沿着车辆前进的方向移动。在后一种情况中，当换档杆从停车档经过停车选择档“P选择”朝向倒车选择档“R选择”移动时，其必须沿促动角(actuate angle)的弯曲路径转弯。从而，已知的车辆换档杆装置有换档杆的低操作稳定性和平稳性的风险。
在已知的车辆换档杆装置中，要求换档锁定部件来阻止换档杆从停车档P到停车选择档“P选择”的移动，而与换档杆在图8所示的活动区域A内所采取的路径无关。这意味着换档锁定部件在车辆的纵向上必须具有相对较大的尺寸，导致需要相对较大的空间来使换档锁定部件在其锁定和解锁位置之间移动，并且随之产生了换档锁定部件尺寸及重量增加的问题。
发明内容
考虑到上述的背景技术，做出了本发明。因此本发明的目的是提供一种车辆换档杆装置，其允许在换档杆从停车档P移动到任何其它的操作档位时具有高度的操作稳定性和平稳性，且具有尺寸和重量减小的换档锁定部件。
上述目的可以根据本发明的原理来实现，本发明提供了一种车辆换档杆装置，其中换档杆的移动路径由具有拐角部分的导向槽限定或限制，该拐角部分具有约90°的弯角，且与换档杆的中间档位相对应，该中间档位在选择方向上与停车档间隔开，并在与选择方向垂直的换档方向上与其它的操作档位间隔开，从而使得当换档杆首先沿选择方向从停车档移动到中间档位、而后沿换档方向从中间档位移动到所述一个其它的操作档位时，导向槽允许操作换档杆从停车档到其它的操作档位之一，其特征体现在该导向槽具有第一导向表面和第二导向表面，这两个导向表面限定了分别对应于停车档和中间档位的第一和第二档位之间的导向槽部分在换档方向上的宽度，在换档方向上，第一导向表面距离对应于该一个其它的操作档位的第三档位比第二导向表面距离该第三档位要远，且第一导向表面倾斜于选择方向，随着上述导向槽部分沿选择方向从第一档位延伸到第二档位，在换档方向上，使得该部分的宽度从在第一档位处的大于换档杆直径的值减小到在第二档位处的值。
中间档位为这样的档位，当操作员松开换档杆时，换档杆从该档位移动到任一其它操作档位(一般为停车档)，且该中间档位区别于操作档位，其中即使在松开换档杆时，换档杆仍保持稳定。换档杆在此中间档位上不需要具有余隙(play)，用以适应自动变速器的具体操作误差和装配误差。
在根据本发明构造的换档杆装置中，导向槽的第一导向表面倾斜于选择方向，以致随着上述部分沿选择方向从对应于停车档的第一档位延伸到对应于中间档位的第二档位，第一和第二档位之间的导向槽72的部分的宽度减小。第一导向表面的倾斜防止了换档杆12在从停车档移动到中间档位的过程中沿换档方向前后移动以及咯嗒咯嗒运动。而且，该倾斜的第一导向表面允许换档杆在中间档位处转过约90°角或者钝角，从而使换档杆能够沿换档方向从中间档位平稳地向上述的一个其它的操作档位移动。这样，具有倾斜的第一导向表面的导向槽保证了在换档杆从停车档经过中间档位到达其它操作档位时提高操作稳定性和平稳程度。尤其要注意的是，换档杆大多从停车档移动到中间档位，与导向槽的倾斜的第一导向表面滑动接触。在这种情况下，当通过结合作用力与操作力来产生作用在换档杆上的合力而操作换档杆时，换档杆与第一导向表面的滑动接触导致换档杆受到在垂直于倾斜的第一导向表面的方向上的反作用力。换档杆所受到的合力具有作用在换档杆从中间档位移动到其它操作档位所沿的换档方向上的分力，从而相应减小了使换档杆沿换档方向朝其它操作档位移动所需的操作力，从而还可以增加换档杆从停车档经过中间档位到达其它操作档位的操作平稳性。
还要注意的是，在靠近中间档位处的沿换档方向的换档杆的余隙量可以做得很小或几乎为零，从而可以减小沿换档方向测量出的换档锁定杆部件所需的宽度尺寸，结果减小了用于把换档锁定装置枢转至其解锁位置所需的空间，由此可减小换档锁定部件的所需尺寸和重量。换档锁定部件用来阻止换档杆从停车档到中间档位的移动。如上所述，大多发生在换档杆从停车档移动到中间档位的过程中的换档杆与导向槽的倾斜的第一导向表面的滑动接触导致换档杆受到反作用力，使得减小了在选择方向上作用在换档杆上的负载，有此相应减小了需要承受在选择方向上作用在换档杆上的负载的换档锁定部件的强度，从而可以进一步减小换档锁定部件的所需尺寸和重量。
本发明的车辆换档杆装置被设置在例如临近车辆驾驶员座位定位的中央控制台的位置上。但是，该车辆换档杆装置也可被设置在车辆的仪表盘或驾驶杆上。
例如，换档杆由换档轴支撑，该换档轴沿车辆的横向或宽度方向延伸，使得换档杆能够沿车辆的纵向或行进方向、或沿竖直方向绕换档轴枢转。在这种情况下，换档杆还由垂直于换档轴延伸的选择轴支撑，使得该换档杆能够沿车辆的横向绕选择轴枢转。但是，换档杆可由球接头或其它任何允许换档杆移动到多个操作档位的装置支撑。
除了停车档，换档杆的操作档位可包括控档，其中动力未经过以可操作的方式与换档杆装置相连的变速箱传递；用来倒车的倒车档；以及用来使车辆前进的前进档。例如，当换档杆被放置于停车档时，自动变速器的输出轴通过停车锁定机构而被锁定。
换档杆装置可包括设置在停车档与中间档(例如上述在背景技术中说明的停车选择档)之间的换档锁定部件。当换档锁定部件被放置在其锁定位置时，其防止换档杆沿选择方向从停车档移动到中间档。当预定的解锁条件被满足时，该换档锁定部件电力地或机械地进入其解锁位置，从而允许换档杆从停车档移动到中间档。适当地确定预定解锁条件，例如车辆的制动系统运行、或设在车辆上的钥匙被置于预定位置的条件。
换档锁定部件可被布置为能够沿在大致垂直于换档杆在停车档和中间档之间移动的路径的方向移动。例如，换档锁定部件由一平行于换档轴的支撑轴支撑，并能够在锁定位置与解锁位置之间枢转。但是，该换档锁定部件能够在锁定位置和解锁位置之间直线移动。
如上所述，导向槽在对应于停车档的第一档位处的宽度大于换档杆的直径。在停车档处的换档杆的余隙量与导向槽宽度和换档杆的直径之间的差相对应。该余隙量可适当地取决于以可操作的方式与换档杆相连的自动变速器的具体操作误差和装配误差。例如，换档杆借助于连杆或绳缆而机械式地与自动变速器相连，使得在换档方向上换档杆的移动促动手动阀打开液压回路，从而允许自动变速器的增档或减档操作，达到新选定的操作档位(换档档位)或是把自动变速器保持在当前选定的操作档位(换档档位)。为了适应自动变速器的具体操作误差和装配误差，要求换档杆在诸如停车档的一些操作档位上沿换档方向具有适当的余隙量。但是，换档杆在中间档处沿换档方向不需要具有余隙量，换档杆通过该中间档只在操作档位之间移动。也就是换档杆在中间档处的余隙量可为零，或者小于在停车档处的余隙量。
如上所述，第一导向表面部分限定了分别对应于停车档和中间档的第一档位和第二档位之间的导向槽的那部分，随着上述部分沿选择方向从第一档位延伸到第二档位，该第一导向表面沿换档杆从中间档位移动到其它操作档位的换档方向相对于选择方向倾斜。另一方面，第二导向表面可大致平行于选择方向(垂直于换档方向)，或者类似于第一导向表面，在换档方向上朝对应于其它操作档位的第三档位倾斜，所设的第二导向表面的倾斜角度被确定成以致导向槽在第一档位和第二档位之间的部分的宽度随着该部分沿选择方向从第一档位延伸到第二档位而减小。
例如，第一导向表面为相对于选择方向倾斜一预定角度的平直导向表面。或者，该第一导向表面可以是弯曲的导向表面，其曲率随着接近对应于中间档位的第二档位而增大，以致随着导向槽的上述部分从对应于停车档的第一档位延伸至第二档位，由弯曲的第一导向表面和第二导向表面限定的宽度随之减小。
结合附图考虑时，本发明的上述及其它目的、特征、优点和技术及工业重要性将通过阅读本发明优选实施例的以下具体说明而被更好地理解，其中图1为示意性地显示根据本发明的一个优选实施例构造的车辆换档杆装置的布置的透视图；图2为图1所示的车辆换档杆装置的换档杆的部分分解透视图；图3A为用于引导图2示出的换档杆的导向板的平面图；图3B为该导向板的竖直截面图；图3C为显示与该导向板相连的指示板的平面图；图4A为显示通过图3A-3C所示的导向板形成的一部分导向槽的放大的部分平面图，示出了换档杆从停车档至倒车档的移动路径；图4B为说明图4A所示的导向槽的倾斜的前导向表面功能的示意图；图5A为沿图1所示的箭头5的方向所得到的截面上的部分视图；图5B为当换档杆被放置在其解锁状态下时、从图5A右侧得到的截面上的部分视图；图6A为用来说明当换档杆被放置在解锁状态下时、车辆换档杆操作的部分视图；图6B为用来说明当换档杆被放置在锁定状态下时、车辆换档杆操作的部分视图；图7为对应于图3C的平面图，显示了已知的车辆换档杆装置的导向槽；以及图8为对应于图4A的放大的部分平面图，显示了图7所示的导向槽的一部分。
具体实施例方式
首先参考图1的透视图，该图示意性地显示了根据本发明的一个优选实施例构造的车辆换档杆装置10的布置。该车辆换档杆装置10包括换档杆12，该换档杆12的一部分在图2的部分分解透视图中示出，且被设置在与车辆驾驶员座位相邻定位的中央控制台的位置上。车辆换档杆装置10由例如固定在车辆地板上的基座部件14支撑，且包括由该基座部件14支撑的换档轴16，使得换档轴16可沿第一轴线O1(图2中所示)旋转，该第一轴线O1沿着平行于车辆的横向或宽度方向的水平方向延伸。车辆换档杆装置10还包括选择轴60，该选择轴60穿过换档轴16和换档杆12的下部延伸，且具有如在图2中所示的第二轴线O2，该第二轴线O2沿垂直于第一轴线O1且平行于车辆的纵向或行进方向的水平方向延伸。换档杆12由换档轴16和选择轴60支撑，使得换档杆12能够绕第一轴线O1枢转，且因此能够沿车辆的纵向移动，并且还能够绕第二轴线O2枢转，且因此能够沿车辆的横向移动。基座部件14具有类似矩形箱的结构，其包括平行于车辆纵向的一对纵向壁18(图1中仅示出其中一个)；以及平行于车辆横向的一对横向壁20。换档轴16由该对纵向壁18支撑，从而能够绕第一轴线O1旋转。
参考图2，换档杆12包括杆安装部件62，选择轴60穿过该杆安装部件62延伸；以及杆64，其被固定在杆安装部件62上，并且由铁质材料制成。杆安装部件62包括具有一对支腿部分62a、62b的分叉部分，其位于换档轴16在直径方向上的相对两侧处。选择轴60延伸穿过该对支腿部分62a、62b以及换档轴16，使得选择轴60的第二轴线O2垂直于换档轴16的第一轴线O1。这样，换档杆12通过选择轴60而由换档轴16支撑。选择轴60通过呈卡箍形式的夹持器66而被相对于杆安装部分62保持到位，其中该夹持器66被固定在支腿部分62a上，并保持与选择轴60的头部相接合，从而防止选择轴60从杆安装部分62及换档轴16上移开。如图1中所示，杆64具有把手65，其被拧在或以其它方式紧固在杆的顶端部分上。换档杆12由车辆驾驶员在它的把手65处操作。
基座部件14的类似箱的结构被设在其上端处，配有导向板74，其具有如图3A所示的、限定换档杆12的移动路径的导向槽72。换档杆12在其杆64处通过穿过导向板74形成的导向槽72而被导向。在导向板74的上表面处固定有指示板22，如图3所示，其具有说明操作档位的指示停车档P；倒车档R；空档N；行车档D等。指示板22具有形状大致与导向槽72相同的切口24，杆64延伸穿过该切口24和导向槽72，从而可操作换档杆12到操作档位P、R、N、D等中选定的一个上。换档杆12通过沿平行于车辆横向的选择方向移动、以及沿平行于车辆纵向的换档方向移动而以可枢转的方式沿导向槽62移动到选定的操作档位上。换档杆12在换档方向上的移动引起了通过线缆或连杆而机械式地与换档杆12相连的车辆的自动变速器的手动阀的滑阀的移动，从而打开液压回路，使自动变速器处于其操作状态中选定的一个下停车状态，其中自动变速器的输出轴被锁定，防止其旋转动作；倒车状态，用于车辆的倒驶；空挡状态，其中动力并不经过自动变速器传递；前进状态，其中自动变速器处于多个前进档位中选定的一个。
如上所述，换档杆12机械式地与自动变速器相连，且可操作到操作档位P、R、N、D等中选定的一个上，从而使自动变速器处于相应的操作状态。为了适应或吸收自动变速器的具体操作误差或装配误差，换档杆12在每个操作档位P、R、N、D等处沿换档方向都具有适当的余隙量。如图2所示，换档杆12的杆安装部分62具有定位销70，其被呈压缩卷簧形式的弹簧68沿远离该安装部分62的方向偏压。另一方面，如图3B所示，导向板74具有锯齿状内表面76，其具有限定对应于换档杆12的各操作档位P、R、N、D等的多个凹槽部分的多个齿。这些凹槽部分在换档方向上彼此分隔开。定位销70与该锯齿形内表面76的凹槽部分之一压接合，使得换档杆12被保持在选定的操作档位上，处于沿换档方向的上述余隙量内。需注意的是导向板74用作导向部件，且图3A为导向板74的平面图，而图3B为该导向板74的竖直截面图。
导向槽72所导向的换档杆12为闸门型，其被设置为防止由于导向槽72的形状所限定的移动路径而造成的错误操作。当换档杆12从停车档P移动到任意其它操作档位时，换档杆12首先绕第二轴线O2向右纵向壁18(图1所示)向右枢转。为了允许和阻止换档杆12从停车档P的这种向右枢转移动，换档杆装置10装有以锁定杆26、凸轮连杆28以及电磁阀连杆30形式的换档锁定部件。
锁定杆26为由第一支撑轴34支撑的通常伸长的平面部件，该支撑轴34延伸穿过形成于该锁定杆26的下部的通孔32，使得该锁定杆26可绕着第一支撑轴34的轴线旋转或枢转。第一支撑轴34由纵向壁对18支撑，使得第一支撑轴34平行于换档轴16延伸，并位于从车辆的纵向上看的换档轴16的前面。锁定杆26可绕着第一支撑轴34枢转，使该锁定杆26的上端部分可沿车辆的纵向移动。锁定杆26包括在其上端处一体形成的接合爪26a，以致沿车辆的向后方向突出。如图5A所示，锁定杆26被保持在其锁定位置(随后将说明)上，且其接合爪26a保持与形成在导向板74下侧的接合部分78抵靠接触。换言之，锁定杆26的锁定位置由呈导向板74形式的导向部件的接合部分78限定，更准确地说，通过接合爪26a与导向部件74的接合部分78的接合限定。锁定杆26还包括具有比其它部分的厚度更大的厚度的抵靠部分26b。该抵靠部分26b略微低于接合爪26a形成，类似于接合爪26a，沿车辆的向后方向延伸。当锁定杆26位于锁定位置时，该抵靠部分26b位于被放置在停车档P的换档杆12的杆64的左侧并与之相邻，从而当换档杆12从停车档P向右移动时，杆64在初始的右移过程中与抵靠部分26b抵靠接触，由此换档杆12从停车档P到停车选择档“P选择”(图3C中所示)的操作被该抵靠部分26b阻止。在本实施例中，锁定杆26的枢转移动引起抵靠部分26b沿垂直于车辆横向(选择方向)的车辆纵向(换档方向)移动，换档杆12沿该横向从停车档P移动到停车选择档“P选择”。
然后参考图5A和图5B，其中图5A为沿图1所示的箭头5的方向所得到的截面上的部分视图，图5B为从图5A的右侧所得到的截面上的部分视图，也就是当换档杆被放置在其锁定位置时，沿车辆的向前方向上的视图。如图1和图5B所示，锁定杆26还包括支撑板部分26c，其一体成形，向右朝右纵向壁18延伸，远离换档杆12，使得该支撑板部分26c与右纵向壁的内表面滑动接触，由此当换档杆12与处于锁定位置的锁定杆26的抵靠部分26b抵靠接触时，从换档杆12施加到锁定杆26上的大部分的力经由支撑板部分26c而由右纵向壁18承受。当换档杆12与抵靠部分26b的抵靠表面抵靠接触时，杆64从竖直平面向右倾斜。由于这个事实，抵靠部分26b的抵靠表面从竖直平面倾斜，倾斜角度大致等于杆64与抵靠部分26b抵靠接触时向右倾斜的角度。
回来参考图1，换档杆装置10包括呈压缩卷簧形式的回复弹簧36，其一端被固定于支撑板部分26c上，而另一端被固定于前横向壁20上。通常地，锁定杆26在使锁定杆26的上端部分沿车辆的向后方向偏置的回复弹簧36的偏压作用下，保持在其锁定位置上。锁定杆26还包括固定在下端部分的托架26d，使得该托架26d大致平行于锁定杆26的纵向延伸。托架部分26d保持由铁质材料制成的轭38。
凸轮连杆28包括沿竖直方向延伸的竖直部分28a；以及沿水平方向从该竖直部分28a的上端部向后横向壁20延伸的水平部分28b。水平部分28b的厚度随着其向后横向壁20延伸而增加。由右纵向壁18支撑的第二支撑轴44沿车辆的横向延伸穿过竖直部分28a的上端部。凸轮连杆28可绕着第二支撑轴44枢转。竖直部分28a具有穿过其中形成的、从而在竖直方向上延伸的细长孔46。竖直部分28a还具有在其上端部形成的突出部分28c。在第二支撑轴44靠近凸轮连杆28的位置处绕有扭转卷簧48。该扭转卷簧48在其相对两端之一处保持与突出部分28c接合，而在另一端处保持与前横向壁20的内表面接合。凸轮连杆28被扭转卷簧48沿从图1中看的逆时针方向偏压，且在该扭转卷簧48的偏压作用下通常被保持图1所示的其原位置处。在该原位置处，竖直部分28a的下端部位于其最靠后的位置上。
水平部分28b具有凸轮表面28d，该凸轮表面28d形成于其远离竖直部分28a的远端处。该凸轮表面28d倾斜成使凸轮表面28d与换档杆12之间沿车辆横向的距离随着凸轮表面28d沿车辆的纵向向后横向壁20延伸而增加，也就是说，使得随着凸轮表面28d向前横向壁20延伸，凸轮表面28d与右纵向壁18之间的距离减小。换档杆12具有推动销50，当换档杆12绕着第二轴线O2从停车档P转向停车选择档“P选择”、即转向锁定杆26和凸轮连杆28时，该推动销50与倾斜的凸轮表面28d抵靠接触。推动销50被相对于放置在图1所示的原位置上的凸轮连杆28定位，从而使推动销50初始与低于第二支撑轴44轴线的凸轮表面28d的区域相接触。当推动销50在换档杆12向右纵向壁18枢转运动的过程中与凸轮表面28d抵靠接触时，凸轮连杆28克服扭转卷簧48的偏压力，绕着第二支撑轴44沿顺时针方向从图1所示的原位置枢转到操作位置上，如以下参考图3B所详细说明的。凸轮连杆28的顺时针枢转运动引起竖直部分28a的下端部向前横向壁20移动，其中扭转卷簧48在其一端处被固定在该前横向壁20上。
上述的电磁阀连杆30包括电磁阀52以及保持电磁阀52的保持器壳54。该保持器壳54包括箱形结构的保持器部分54a以及从保持器部分54a的下壁延伸出的支腿部分54b。上述的第一支撑轴34延伸穿过该支腿部分54b，使得电磁阀连杆30及锁定杆26可绕着第一支撑轴34枢转。上述的销56从电磁阀连杆30的保持器部分54a延伸出，且保持与形成在凸轮连杆28内的细长孔46接合。在这种布置中，当凸轮连杆28沿顺时针方向绕第一支撑轴34枢转到其操作位置时，电磁阀连杆30可沿逆时针方向绕第一支撑轴34枢转到其操作位置。保持器壳54保持着电磁阀52，使得位于轭38侧面上的电磁阀52的一端从保持器部分54a向轭38延伸。当电磁阀52通电时，轭38被吸到电磁阀52上，由此具有轭38的锁定杆26可与电磁阀连杆30一起绕着第一支撑轴34枢转。
参考图5A和5B的视图，将说明换档杆装置10的操作。图5B示出了当换档杆12被放置于停车档P、且其推动销50与凸轮表面28d间隔开时的换档杆装置10的初始状态，同时锁定杆26在回复弹簧36的偏压作用下保持在锁定位置上，且其接合爪26a保持与接合部分78相接合。在此初始状态下，电磁阀连杆30及以可操作方式与电磁阀连杆30相连的凸轮连杆28在扭转卷簧48的偏压作用下保持在它们的原位置处，且电磁阀52保持与轭38相接触。
当换档杆12绕第二轴线O2沿选择方向向右纵向壁20枢转、同时换档杆装置10被放置于上述的初始状态下时，推动销50与凸轮连杆28的凸轮表面28d抵靠接触，使得凸轮连杆28绕着第二支撑轴44从图6B所示的原位置到图6A所示的其操作位置顺时针枢转。由于凸轮连杆28和电磁阀连杆30通过销56与细长孔46的接合而彼此可操作地连接，因而凸轮连杆28的逆时针枢转引起电磁阀连杆30绕第一支撑轴34的逆时针枢转。
如果当电磁阀连杆30逆时针枢转时电磁阀52处于通电状态下，则轭38被吸到电磁阀52上，如图6A所示，使得在电磁阀连杆30逆时针枢转运动的过程中，锁定杆26克服回复弹簧36的偏压力而绕着第一支撑轴34逆时针枢转。这样，当换档轴12沿选择方向从停车档P枢转、同时电磁阀52处于通电状态时，锁定杆26从它的锁定位置枢转到解锁位置。在借助于换档轴12沿选择方向的枢转运动所建立的锁定杆26的解锁位置处，锁定杆26的抵靠部分26b不会干扰换档杆12(杆64)从停车档P到停车选择档“P选择”的移动路径，且允许换档杆12移动到停车选择档“P选择”。电磁阀52所产生的、且将轭38吸引到该电磁阀52上的磁力取决于回复弹簧36的偏压力，从而使该磁力大得足以防止由于回复弹簧36的偏压力造成的轭38与电磁阀52移开。
如果当电磁阀连杆30随凸轮连杆28的顺时针枢转而逆时针枢转时电磁阀52处于未通电状态，则锁定杆26保持处于其锁定位置(图5A和图6B中的初始状态)上，使得在换档杆12向停车选择档“P选择”枢转的过程中，换档杆12与锁定杆26的抵靠部分26b抵靠接触，由此防止了换档杆12进一步枢转到停车选择档“P选择”上。
允许从停车档P向右移动到停车选择档“P选择”的换档杆12而后在该停车选择档“P选择”处沿具有约90°弯角的导向槽72的拐角部分转向，从而沿平行于车辆纵向的换档方向移动到如图4A中所示的倒车选择档“R选择”。从该倒车选择档“R选择”处，换档杆12向左移动到倒车档R。这样，换档杆12需要沿通常为U形的路径从停车档P移动至倒车档R。如上所述，如图4A中所示，换档杆12在停车档P处沿换档方向具有适当的余隙量。也就是在停车档P处沿换档方向测量出的导向槽72的宽度大于换档杆12的杆64的直径。但是，在停车选择档“P选择”处的余隙量几乎为零。详细来说，导向槽72具有第一导向表面，该第一导向表面为前平直导向表面72a，其部分地限定了对应于停车档P的第一档位与对应于停车选择档“P选择”的第二档位之间的导向槽72的一部分；以及第二导向表面，该第二导向表面为后平直导向表面72b，其部分地限定了在换档方向上与前导向表面72a相对的上述部分的一部分。前导向表面72a位于车辆的前侧，并且沿换档方向距离对应于倒车选择档“R选择”的第三档位比后导向表面72b要远，同时在换档杆12从停车选择档“P选择”移向倒车选择档“R选择”的车辆的向后方向上，后导向表面72b与前导向表面72a间隔开。这些前后导向表面72a、72b限定了分别对应于停车档P和停车选择档“P选择”的第一档位和第二档位之间的导向槽72的上述部分的宽度。如图4A中所示，随着前导向表面72a沿着向第二档位的向右方向延伸，其在向后方向上倾斜于选择方向，而后导向表面72b平行于换档方向(车辆的横向)，使得导向槽72的上述部分的宽度随着该部分从第一档位延伸到第二档位而线性地减小。由图4A中阴影线表示的三角形区域A为换档杆12(用若干圆表示)的杆64的中心点可在停车档P和停车选择档“P选择”之间移动所处的余隙区域。停车选择档“P选择”为中间档位，换档杆12从停车档P经过该中间档位而移动到倒车选择档“R选择”(倒车档R)上。
在根据本发明的这个优选实施例构造的换档杆装置10中，随着导向槽72的第一导向表面72a从对应于停车档P的第一档位沿向右方向延伸到对应于停车选择档“P选择”的第二档位，该第一导向表面72a沿向后方向倾斜于选择方向，从而导向槽在第一档位和第二档位之间的部分的宽度线性地减小。前导向表面72a的倾斜防止了换档杆12在从停车档P移动到停车选择档“P选择”的过程中沿换档方向(车辆纵向)的前后移动或咯嗒咯嗒运动。而且，倾斜的第一导向表面72a可允许换档杆12在停车选择档“P选择”处转向约90°或是钝角，使得换档杆12能够沿换档方向、更精确地说是沿向后方向从停车选择档“P选择”平稳地向倒车选择档“R选择”移动。这样，当换档杆12从停车档P经由以停车选择档“P选择”形式的中间档而操作到倒车档R(倒车选择档“R选择”)时，具有倾斜的前导向表面72a的导向槽72确保了换档杆12操作的提高的稳定性和平稳程度。
要尤其注意的是换档杆12很可能从停车档P移动到停车选择档“P选择”，且杆64保持与导向槽72的前导向表面72a滑动接触。在这种情况下，如图4B中所示，杆64与前导向表面72a的滑动接触导致当换档杆12在操作力F的作用下被操作时，换档杆12在垂直于倾斜的前导向表面72a的方向上受到一反作用力E。操作力F与该反作用力E结合起来产生了作用在换档杆12上的合力D。换言之，换档杆12受到的合力D具有作用在换档杆12从停车选择档“P选择”移动至倒车选择档“R选择”的向后方向上的分力，从而相应地减小了沿向后方向把换档杆12向倒车选择档“R选择”移动所需的操作力，从而能够进一步增加换档杆12从停车档P经由停车选择档“P选择”而到达倒车选择档“R选择”的操作平稳性。
还要注意的是换档杆12在靠近停车选择档“P选择”的位置处沿换档方向的余隙量很小或几乎为零，使得沿换档方向测量出的锁定杆26的所需的宽度尺寸能够减小，结果减小了用于把锁定杆26枢转至其解锁位置上所需的空间，由此锁定杆26的所需宽度和重量能够减小。如上所述，很可能在换档杆12从停车档P移动到停车选择档“P选择”的过程中发生的换档杆12与倾斜的前导向表面72的滑动接触导致换档杆12受到反作用力E，使得合力D作用在选择方向(车辆横向)上的分力小于操作力F，由此相应地减小了承受作用在换档杆12上沿选择方向的力所需的锁定杆26的强度，从而可以进一步减小锁定杆26的所需尺寸和重量。
需理解的是，本发明的优选实施例参考结合的附图在上文中给出，且仅用于说明的目的，且本领域技术人员可对本发明的实施例进行各种变化、修改及改进。
权利要求
1.一种车辆换档杆装置，其中换档杆(12)的移动路径由具有拐角部分的导向槽(72)限定，该拐角部分具有约90°的弯角，并对应于该换档杆的中间档位(P选择)，该中间档位在选择方向上与停车档(P)间隔开，并在垂直于该选择方向的换档方向上与其它操作档位间隔开，从而当所述换档杆首先沿所述选择方向从所述停车档移动到所述中间档位、而后沿所述换档方向从所述中间档位移动到其它的操作档位之一(R选择)时，所述导向槽允许操作所述换档杆从所述停车档到所述一个其它的操作档位，其特征在于所述导向槽具有第一导向表面(72a)和第二导向表面(72b)，这两个导向表面限定了分别对应于所述停车档(P)和所述中间档位(P选择)的第一和第二档位之间的、所述导向槽(72)的一部分在所述换档方向上的宽度，所述第一导向表面(72a)在所述换档方向上与对应于所述一个其它操作档位(R选择)的第三档位之距离比所述第二导向表面(72b)与该第三档位的距离要远，并且相对于所述选择方向在所述换档方向上倾斜，以致随着所述导向槽的所述部分沿所述选择方向从所述第一档位延伸到所述第二档位，该部分在所述换档方向上的所述宽度从在所述第一档位处的、大于所述换档杆(12)的直径的值减小到在所述第二档位处的值。
2.根据权利要求1所述的车辆换档杆装置，其中所述第一导向表面为相对于所述选择方向倾斜一预定角度的平直表面(72a)，以致随着所述导向槽(72)的所述部分沿着所述选择方向从所述第一档位延伸到所述第二档位，该部分的所述宽度线性地减小。
3.根据权利要求1或2所述的车辆换档杆装置，其中所述第二导向表面为实质上平行于所述选择方向的平直表面(72b)。
4.根据权利要求1或2所述的车辆换档杆装置，该车辆换档杆装置以可操作的方式与车辆的变速器相连，该车辆变速器包括输出轴，当所述换档杆(12)被放置于所述停车档(P)时，该输出轴被锁定，且其中所述中间档位为停车选择档(P选择)，而所述一个其它的操作档位为倒车选择档(R选择)，其在所述换档方向上与所述停车选择档间隔开，且在所述选择方向上与倒车驱动档(R)间隔开，当所述换档杆被放置于所述倒车驱动档时，所述自动变速器处于使车辆倒驶的档位。
5.根据权利要求1或2所述的车辆换档杆装置，该车辆换档杆装置包括换档锁定部件(26)，其能够在锁定位置与解锁位置之间移动，所述锁定位置用来阻止所述换档杆(12)从所述停车档(P)移动到中间档位(P选择)，所述解锁位置用来允许所述换档杆的所述移动，所述锁定位置位于所述停车档与所述中间档位之间的换档杆的所述移动路径上。
6.根据权利要求5所述的车辆换档杆装置，该车辆换档杆装置还包括导向部件(74)，其具有通过其中形成的所述导向槽(72)，且其中所述导向部件限定了所述换档锁定部件(26)的所述锁定位置。
7.根据权利要求6所述的车辆换档杆装置，其中所述换档锁定部件包括接合爪(26a)，且所述导向部件包括接合部分(78)，该接合爪与所述接合部分相接合，由此将所述换档锁定部件保持在所述锁定位置。
全文摘要
一种车辆换档杆装置，其中换档杆(12)的移动路径由具有拐角部分的导向槽(72)限定，该拐角部分具有约90°的弯角，并对应于换档杆的中间档位(P选择)，该中间档位在选择方向上与停车档(P)间隔开，在垂直于该选择方向的换档方向上与另一操作档位(R选择)间隔开，所述导向槽(72)具有第一导向表面(72a)和第二导向表面(72b)，这两个导向表面限定了分别对应于停车档和中间档的第一和第二档位之间的导向槽(72)的部分在换档方向上的宽度，第一导向表面(72a)在换档方向上距离对应于另一操作档位的第三档位比第二导向表面距离第三档位要远，并且倾斜于所述选择方向，以致随着导向槽(72)的上述部分沿着该选择方向从第一档位延伸到第二档位，该部分的宽度从在第一档位处的大于换档杆(12)的直径的值减小到在第二档位处的值。
文档编号B60K20/04GK1872578SQ20061008876
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月5日 优先权日2005年6月3日
发明者清水悦夫, 增田考刚, 进藤宜幸, 竹内康则, 上村进一 申请人:丰田自动车株式会社, 万能工业株式会社, 株式会社东海理化电机制作所, 津田工业株式会社, 小岛压力加工工业株式会社