专利名称：车辆换档锁止装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种车辆换档锁止装置，具体涉及一种在结构上紧凑、生产经济并且能保证其锁止功能高度稳定性的车辆换档锁止装置。
背景技术：
目前已知一种车辆换档锁止装置，包括一个可在一锁止位置和一非锁止位置之间运动的换档锁止元件，其中锁止位置设置在变速杆从一个操作位置向另一个操作位置运动的预定路线上，在该位置换档锁止元件阻止变速杆的上述运动；非锁止位置与锁止位置间隔开，在该位置换档锁止元件允许变速杆的上述运动。JP7-41134U公开了这样一种换档锁止装置，取决于车辆的行驶条件，例如，车辆制动系统是否在运行，或取决于车辆上钥匙的选定位置，或车辆的行驶速度，该换档锁止装置有选择性的阻止或允许变速杆从驻车位置向倒车位置或从空档位置向倒车位置的运动。
如上所述的已知换档锁止装置中，一个止动元件被设置在支撑变速杆的一个基础元件上。该止动元件使换档锁止元件保持在位于变速杆运动路径上的锁止位置，在该位置换档锁止元件与变速杆对接，以阻止变速杆的运动。在基础元件上由止动元件限定的锁止位置中，换档锁止元件与变速杆对接的位置是变化的。具体来讲，变速杆的运动路径是由形成在一个固定在基础元件上的导向元件上的导向槽来限定的，这样由于导向元件相对基础元件的定位误差，由导向槽引导的变速杆和位于由设置在基础元件上的止动元件限定的锁止位置上的换档锁止元件间的对接点可能不同。此问题可以通过增大换档锁止元件对接部分来解决，这样通过变速杆与相对大尺寸的对接部分的对接连接，可高度稳定地锁止变速杆。同样，此问题也可通过将导向元件高度精确地设置在基础元件上来解决。这些解决方案都导致换档锁上装置的尺寸增加或制造成本增加。
发明内容
考虑到上述背景技术，本发明的一个目的是提供一种车辆换档锁止装置，它在结构上紧凑，生产制造上经济并保证其锁止功能的高度稳定性。
根据本发明的原则，可以达到上述目的，本发明提供了一种车辆换档锁止装置，包括(a)换档锁止元件，可在一个锁止位置和一个非锁止位置之间移动，其中锁止位置设置在变速杆从一个操作位置向另一个操作位置运动的预定运动路线上，在该锁止位置所述换档锁止元件阻止所述变速杆的上述运动，非锁止位置与锁止位置间隔开，在该非锁止位置所述换档锁止元件允许所述变速杆的上述运动；和(b)导向元件，引导变速杆沿运动预定运动路线移动，这里，当换档锁止元件沿与变速杆运动预定路线相交方向运动时，该导向元件限定换档锁止元件的锁止位置。
如上述构造的本发明车辆换档锁止装置中，当换档锁止元件沿与变速杆运动预定路线相交方向运动时，限定变速杆预定路线的导向元件限定换档锁止元件的锁止位置。相应的，由导向元件引导的变速杆和设置于由导向元件限定的锁止位置上的换档锁止元件间的对接点很少会由于导向元件定位误差的原因而变化。这样，换档锁止元件可以缩小尺寸，从而在结构上变得紧凑，高度地保证其锁止功能，并且由于不需要导向元件高度精确定位而使生产制造方面更为经济。
在本发明的一个优选构成形式中，换档锁止元件被设置成可以一个支撑轴为轴线旋转运动，包括一个对接部分，该对接部分可以沿与变速杆运动的预定路线相交的方向运动，目的是当换档锁止元件放置在锁止位置时与变速杆对接以阻止变速杆的运动，换档锁止元件和导向元件是这样设计的，当换档锁止元件放置在锁止位置时，变速杆和对接部分对接的结果是，载荷f1a沿与通过对接部分和所述支撑轴轴线的直线延长线相反方向中的一个方向作用于换档锁止元件。更进一步，放置在锁止位置的换档锁止元件与导向元件在位于该直线或接近该直线的某个位置上保持压力接触，并且换档锁止元件和导向元件相互接触表面中的至少一个相对于以所述的支撑轴的轴线为中心的圆弧的法线倾斜，因而，由于所述压力接触，载荷f3a沿直线延长线相反方向中的另一个方向作用于换档锁止元件。
在上述本发明优选构成形式中，由换档锁止元件与导向元件间压力接触产生的载荷(f3a)沿与上述直线平行的方向作用于换档锁止元件，该载荷的方向与由变速杆与换档锁止元件对接部分对接而产生的作用于换档锁止元件的载荷f1a的方向相反。相应的，换档锁止元件和支撑轴之间的载荷的作用减小，减小的载荷的大小等于由换档锁止元件和导向元件间压力接触所产生的载荷的大小，这样，换档锁止元件在尺寸上可以更小，结构上更紧凑，在生产制造上也更为经济。
更优选地，置于锁止位置的换档锁止元件和导向元件在位于经过换档锁止元件的对接部分和支撑轴轴线的参考直线上的某个位置上保持压力接触。然而，换档锁止元件和导向元件间压力接触的位置可能位于由两条边界直线限定的一个区域内，所述边界直线经过支撑轴的轴线，并倾向于上述参考直线，也经过对接部分，在参考直线相对两边各成最大约10°的角。在这个最大约20°的角度范围内，换档锁止装置发挥了基本上同样的优势，即上述优选本发明形式中所提到的优势。然而，根据本发明原则，换档锁止元件和导向元件之间压力接触的位置可能位于最大约40°的角度范围内，该最大角度范围由两条分别与参考直线相对两边成最大约20°的角的边界直线围成。上述“接近直线的位置”意思是位于此约40°角度范围内的位置。
例如，本发明的换档锁止装置可设置于接近车辆驾驶员座椅的中心控制台的位置。然而，本换档锁止装置也可设置于仪表板或车辆转向系的转向柱上。
例如，变速杆由一个沿车辆横向或宽度方向延伸的变速轴支撑，这样变速杆可绕变速轴沿纵向或车辆行驶方向旋转。在本发明中，变速杆还被一个与变速轴垂直方向延伸的选择轴支撑，以便变速杆可绕选择轴沿车辆横向方向旋转。然而，变速杆也可被一个球形接头装置或其它装置支撑以允许变速杆向多个操作位置运动。
变速杆的操作位置可包括一个驻车位置，在该位置一个变速器输出轴被一个合适的驻车锁止机构锁止；一个空挡位置，在该位置动力不通过变速器传输；一个倒车用倒档位置；和一个驱动车辆前行的前进档位置。取决于车辆行驶条件，例如，取决于车辆制动系统是否运行或取决于车辆钥匙的当前位置，换档锁止元件选择性的放在锁止位置或非锁止位置，来阻止或允许变速杆从驻车位置向另一个操作位置运动。换档锁止元件可以阻止变速杆从一个位置开始的运动，这个位置不只是驻车位置。更进一步，也可取决于车辆的其它行驶条件，例如行驶速度，将换档锁止元件放置在锁止位置或非锁止位置。
导向元件可以具有一个限定变速杆的运动路线的导向槽，以便变速杆由导向槽引导，导向元件还可以设有使变速杆保持在驻车位置或任何其它选定的操作位置的装置。导向槽可被设计成，例如，通过使变速杆与导向槽一个端面对接，将变速杆保持在驻车位置。或者，导向元件也可设有齿状或锯齿状表面，该表面具有对应变速杆的不同操作位置确定多个凹槽部分的多个齿。在这种情况下，变速杆设有一个检测元件，该元件通过一个弹簧或任何其它偏置装置偏置，与导向元件锯齿状表面凹槽部分中的一个受压啮合，以便变速杆被保持在该选定的操作位置上。或者，变速杆有多个齿，而导向元件设置有一个检测元件用于有选择性的与变速杆齿中的一个啮合时。
在上述换档锁止装置的优选形式中，换档锁止元件由支撑轴支撑旋转，支撑轴可以被一个基础元件支撑，该基础元件可以支撑变速杆旋转。然而，换档锁止元件可以在锁止位置和非锁止位置间直线运动。换档锁止元件可以被导向元件直接支撑，以便换档锁止元件可以在锁止位置和非锁止位置间移动。
优选的，换档锁止装置是一个被设置成绕支撑轴轴线旋转的锁止杆，支撑轴的轴线沿与车辆横向方向平行的实质上水平方向延伸，锁止杆沿实质上垂直方向延伸。锁止杆的上端部有啮合爪，当锁止杆旋至锁止位置时，啮合爪与导向元件的啮合部分啮合，将上端部向车辆的后方移动。既然这样，变速杆被设置成可绕一个与锁止杆的支撑轴垂直的选择轴旋转，以便当变速杆沿车辆横向方向旋转时，变速杆与锁止杆的对接部分对接。优选地，变速杆和对接部分对接产生的、沿车辆横向方向作用于锁止杆的载荷被基础元件承受。最好这样限定变速杆和锁止杆对接部分之间对接的位置，对接部分的对接表面的配置，和换档锁止装置不同元件之间的位置关系使得变速杆和对接部分对接产生一个作用于锁止杆的力矩，以使锁止杆绕支撑轴的轴线旋转，驱使啮合爪压在导向元件啮合部分上，来阻止锁止杆旋离锁止位置。
如上述车辆换档锁止装置的优选形式，换档锁止元件被设置成绕支撑轴轴线旋转的情况，变速杆可设置成与换档锁止元件对接，对接方向垂直于换档锁止元件绕支撑轴轴线的旋转平面，以便由变速杆和换档锁止元件对接产生的一个作用于换档锁止元件的载荷被一个基础元件承受，变速杆被该基础元件支撑旋转。在这种情况下，变速杆和换档锁止元件对接时作用于支撑轴的载荷几乎为0。然而，这种布置降低了换档锁止装置各元件的相对定位设计和配置的自由度，也可能会由于换档锁止装置装配和定位错误而导致沿不同方向的产生不同作用力。鉴于此缺点，在上述换档锁止装置的优选形式中这样限定变速杆和锁止杆对接部分的对接位置和换档锁止装置各元件间的位置关系，使得当换档锁止元件置于锁止位置时，换档锁止元件可以承受作用于一个预定方向的载荷，并且使换档锁止元件和导向元件保持在彼此压力接触，以便由变速杆和换档锁止元件对接部分的对接产生的载荷和由换档锁止元件与导向元件的压力接触产生的载荷分别沿经过对接部分和支撑轴轴线的上述直线的延长线的相反的方向作用。
换档锁止元件优选被设置成沿与变速杆运动路线实质上垂直的方向运动。然而，换档锁止元件的运动方向不必要与变速杆运动的路线或方向垂直。即，换档锁止元件可以被设计成沿某方向运动，这个方向与变速杆运动路径成一个适合的角度倾斜。
结合附图，通过阅读下面关于本发明的一个优选实施例的详细描述将会更好的理解前面讲述的关于本发明的目的、特征、优势和技术及生产上的重要性，这里图1是一个透视图，显示了一个根据本发明一个优选实施方式构造的车辆换档锁止装置的构造；图2是图1所示的车辆换档锁止装置的变速杆的分解透视图；图3A是用于引导图2所示的变速杆的导向盘的平面图；图3B是该导向盘的垂直横截面视图；图4是一个连接于导向盘上的标记盘的平面图；图5A是沿图1中箭头5所指方向的部分横截面的正视图；图5B是当变速杆置于锁止位置时从图5A右侧方向看的部分横截面的正视图；图6A是解释当变速杆置于非锁止位置时车辆换档锁止装置的操作的部分横截面的正视图；图6B是解释当变速杆置于锁止位置时车辆换档锁止装置的操作的部分横截面的正视图；图7是用来解释当变速杆被图1所示的换档锁止装置的锁止杆锁止时作用于变速杆上的不同的作用力的视图。
具体实施例方式
首先参照图1的透视图，表示一个根据本发明一个优选实施例构造的车辆换档锁止装置10的结构。该车辆换档锁止装置10包括一个变速杆12，该变速杆的一部分显示在图2的分解透视图中，变速杆设置在接近车辆驾驶员座椅的中心控制台的位置上。例如，车辆换档锁止装置10被一个固定在车辆地板上的基础元件14支撑，并且包括一个由基础元件14支撑的变速轴16，变速轴16可绕第一轴线O1(标在图2中)旋转，该第一轴线O1沿平行于车辆横向或宽度方向的水平方向延伸。车辆换档锁止装置10还包括一个选择轴60，该选择轴延伸通过变速轴16和变速杆12的下部，它具有第二轴线O2，该第二轴线O2沿垂直于第一轴线O1并平行于车辆纵向或行驶方向的水平方向延伸，如图2所示。变速杆12由变速轴16和选择轴60支撑，以便变速杆12可以绕第一轴线O1旋转，相应的可在车辆纵向方向上运动，同样，变速杆12也可以绕第二轴线O2旋转，相应的可在车辆横向方向运动。基础元件14有一个类似矩形盒子的结构，包括一对平行于车辆纵向方向的纵向壁18，还包括一对平行于车辆横向方向的横向壁20。变速杆16被该对纵向壁18支撑，从而可以绕第一轴线O1旋转。
参照图2，变速杆12包括一个杆支架元件62和一个铁质杆64，选择轴60延伸穿过该杆支架元件62，该杆64固定在杆支架元件62上。杆支架元件62包括一个分叉部分，该分叉部分具有一对分别位于变速轴16直径的两个相反方向上的支脚62a和62b。选择轴60穿过该对支脚62a，62b和变速轴16，以便选择轴60的第二轴线O2与变速轴16的第一轴线O1垂直。这样，变速杆12被变速轴16通过选择轴60支撑。选择轴60通过夹子式保持件66相对杆支架元件62保持在适当的位置，该保持件66固定在支脚62a上并与选择轴60的头部啮合，以便阻止选择轴60离开杆支架62和变速轴16的移动。如图1所示，杆64有一个手柄65通过螺纹旋拧或其他方式固定在其上端。车辆驾驶员通过手柄65操作变速杆12。
盒子状结构的基础元件14上端装有一个导向板74，导向板74有一个导向槽72，该导向槽限定变速杆12旋转的路线，如图3A所示。沿在导向板74上形成的导向槽72用杆64引导变速杆12。在导向板74上表面固定有一个标记板22，标记盘上面有操作位置标示驻车位置P；倒档位置R；空档位置N；驱动档位置D等，如图4所示。标记板22上有一个切口24，其形状大致同导向槽72，杆64延伸通过切口24以及导向槽72，以便变速杆12可以在操作位置P，R，N，D等之间操作。通过变速杆12在与平行于车辆横向方向的选定方向的运动和变速杆12在平行于车辆纵向方向的变速方向的运动，变速杆12沿导向槽62旋转地运动到选定的操作位置。变速杆12在变速方向上的运动引起车辆自动变速器上的通过线缆或连杆机械连接在变速杆12上的手控阀的旋转。这样液压电路开启使自动变速器进入一个选定的操作状态自动变速器的输出轴被锁止以阻止其旋转的驻车状态；使车辆倒车的倒车状态；动力不通过自动变速器传输的空档状态；自动变速器置于众多前进档位中的一个选定位置中的前进驱动状态。如图2所示，变速杆12的杆支架元件62有一个定位销70，该定位销在远离杆支架元件的方向上被压缩螺旋弹簧形式的棘爪簧68偏置。另一方面，导向板74有一个具有多个齿的锯齿状内表面76，对应于变速杆12的不同操作位置P，R，N，D等确定多个凹槽部分，如图3B所示。凹槽部分沿变速方向彼此分开排列。定位销70与锯齿状内表面76凹槽部分中的一个受压啮合，以便变速杆12在变速方向上在上述摆动量内被固定在选定的操作位置上。应该注意到，导向板74的作用是一个导向元件，图3A是导向板74的平面图，而图3B是导向板74的垂直横截面视图。
由导向槽72引导的变速杆12采用格式(gate type)设计以阻止由导向槽72外形限定的运动路线导致的错误操作。当变速杆12从驻车位置P向任何其它操作位置运动时，变速杆12首先向右侧朝纵向壁18(如图1中所示)沿第二轴线O2旋转。为了允许和阻止变速杆12从驻车位置P开始的这种向右旋转，换档锁止装置10配有一个采用锁止杆26形式的换档锁止元件，一个凸轮连接部件28和一个螺线管连接部件30。
锁止杆26通常是一个细长的平面元件，由穿过其下部的直通孔32的第一支撑轴34支撑，以便锁止杆26可绕第一个支撑轴34的轴线旋转。第一支撑轴34由所述对纵向壁18支撑，以便，第一支撑轴34平行于变速轴16延伸，从车辆纵向方向看位于变速轴16的前面。锁止杆26可绕第一支撑轴34旋转，以便锁止杆的上端部可沿车辆纵向方向运动。锁止杆26包括一个在其上端一体形成的、向车辆后面方向突出的啮合爪26a。通过啮合爪26a与形成在导向板74下面的一个啮合部分78对接，锁止杆26被固定在其锁止位置(这将在下文描述)，如图5A所示。换言之，变速杆26的锁止位置由导向板74形式的导向元件的啮合部分78限定，更准确的说，由啮合爪26a和导向元件74的啮合部分78的啮合限定。锁止杆26还包括一个比其它部分更厚的对接部分26b。对接部分26b在紧靠啮合爪26a的下方，以便象啮合爪26a一样沿车辆后面方向延伸。当锁止杆26置于锁止位置时，对接部分26b位于变速杆12的杆64左侧并靠近置于驻车位置P的变速杆12的杆64，这样，当变速杆12从驻车位置P向右运动时，在杆64的初始右向运动过程中，变速杆12的杆64与对接部分26b对接，由此，变速杆12从驻车位置P开始的右向运动被对接部分26b制止。在本实施例中，锁止杆26的旋转使对接部分26b在与车辆横向方向(选择方向)垂直的车辆纵向方向(变速方向)上发生运动，在此运动过程中，变速杆12从驻车位置P处移走。
参照图5A，图5A是图1中沿箭头5所指方向的部分的横截面正视图。图5B是从图5A右侧方向看的部分横截面正视图，即，当变速杆置于锁止位置时沿车辆前进方向的正视图。如图1和图5B所示，锁止杆26还包括一个一体的支撑板部分26c，该支撑板部分远离变速杆12朝右侧的纵向壁18向右延伸，以便支撑板部分26c与右侧纵向壁18的内表面滑动接触，由此，当变速杆12与置于锁止位置的锁止杆26的对接部分26b对接时，变速杆12作用于锁止杆26的载荷的大部分被右侧纵向壁18通过支撑板部分26c承受。当变速杆12与对接部分26b的对接表面对接时，杆64从垂直平面向右倾斜，这样一个载荷f1沿指向变速轴16的第一轴线O1向下的方向作用于锁止杆26，如图7所示。载荷f1包括一个分量f1b，该分量充当能使锁止杆26绕第一支撑轴34顺时针方向旋转(如图7所示)的力矩。在分量f1b作用下，使锁止杆26的啮合爪26a压在导向板74的啮合部分78上，这样锁止杆26在其锁止位置被高度稳定地固定，以确保其锁止功能的高度稳定性。考虑到杆64与对接部分26b对接时的倾斜，对接部分26b的对接面与垂直平面成一定角度，该角度实质上等于杆64与对接部分26b对接时的右向倾斜的角度。
载荷f1的另一个分量f1a沿指向第一支撑轴34轴线的方向作用。啮合部分78和啮合爪26a是这样设计的啮合爪26a和啮合部分78的啮合点位于通过第一支撑轴34的轴线和对接部分26b的直线L上。啮合爪26a和啮合部分78有相互接触的表面，所述表面相互平行并且相对以第一支撑轴34轴线为圆心的一段圆弧的法线倾斜。该圆弧的法线是上述直线L的一部分。更具体的讲，啮合爪26b和啮合部分78的平行的相互接触表面是这样倾斜的，随着相互接触表面沿上述圆弧半径方向向外延伸，这些表面同时向车辆后部方向(见图7右向方向)延伸。在此设计中，在上述载荷f1的分量f1b的作用下，啮合爪26a的倾斜接触表面与啮合部分78的倾斜接触表面压力接触，从而产生反作用力f3。反作用力f3的一个分量f3a沿上述以第一支撑轴34轴线为圆心的圆弧的径向向外方向作用。因此，作用于第一支撑轴34上的载荷f2等于分量f1a减去分量f3a，这样减小了锁止杆26和第一支撑轴34之间的载荷。
重新回到图1，换杆锁止装置10包括一个压缩螺旋式复位弹簧36，其一端固定于支撑板部分26c，另一端固定于前横向壁20。通常，在复位弹簧36将锁止杆26上端部向车辆后部方向偏置的偏置作用下，锁止杆26被保持在其锁止位置。锁止杆26还包括一个固定于其下端部的支架部分26d，支架部分26d实质上沿与锁止杆26纵向平行的方向延伸。支架部分26d支持着一个铁质拨叉38。
凸轮连接部件28包括一个沿垂直方向延伸的垂直部分28a，和一个从垂直部分28a上端部分沿水平方向向后横向壁20延伸的水平部分28b。水平部分28b的厚度向后横向壁20方向逐渐增加。由右纵向壁18支撑的第二支撑轴44沿车辆横向方向延伸通过垂直部分28a的上端部分。凸轮连接部件28绕第二支撑轴44旋转。垂直部分28a上有一个沿垂直方向拉长的拉长孔46。螺线管连接部件30带有一个销56，该销延伸通过拉长孔46。在垂直部分28a的上端还有一个突出部分28c。扭转螺旋弹簧48被缠绕在第二支撑轴44上，位置靠近凸轮连接部件28。扭转螺旋弹簧48的相对两端中的一端与突出部分28c相接合而被保持住，另一端被保持在前横向壁20的内表面上。如图1中所示，凸轮连接部件28被扭转螺旋弹簧48沿逆时针方向偏置，在扭转螺旋弹簧48的偏置力的作用下，凸轮连接部件28通常被保持在图1的原始位置。在这个原始位置，垂直部分28a的下端置于其最后面的位置。
水平部分28b有一个凸轮表面28d，设置在远离垂直部分28a的末端。凸轮表面28d是这样倾斜的，随着凸轮表面28d沿车辆纵向方向向后横向壁20延伸，凸轮表面28d和变速杆12在车辆横向方向上的距离逐渐增加，也就是说，随着凸轮表面28d向前横向壁20延伸，凸轮表面28d和右纵向壁18的距离逐渐减小。变速杆12装有一个推进销50，当变速杆12绕第二轴线O2从驻车位置P向变速杆26和凸轮连接部件28旋转时，推进销50与倾斜的凸轮表面28d对接。推进销50相对于放在图1原始位置的凸轮连接部件28放置，使得推进销50最初接触凸轮表面28d的低于第二支撑轴44的轴线的区域。在变速杆12向右纵向壁18旋转的运动中，当推进销50与凸轮表面28d对接时，凸轮连接部件28克服扭转螺旋弹簧48的偏置力绕第二支撑轴44沿顺时针方向从图1的初始位置向一个操作位置旋转，如以下参照图3B的具体描述。凸轮连接部件28的顺时针旋转使垂直部分27a的下端向前横向壁20运动，扭转螺旋弹簧48的一端固定于前横向壁20。
上述螺线管连接部件30包括一个螺线管52和一个固定该螺线管52的支持壳54。支持壳54包括一个盒状结构的支架部分54a，和一个从支架部分54a下壁延伸出来的支脚部分54b。上述的第一支撑轴34从支脚部分54b处延伸出来，以便螺线管连接部件30和锁止杆26可绕第一支撑轴34旋转。上述销56从螺线管连接部件30的支架部分54a延伸出来，并与凸轮连接部件28上的拉长孔46的相接合而被保持住。在这个设计中，当凸轮连接部件28绕第一支撑轴34沿顺时针方向向其操作位置旋转时，螺线管连接部件30可绕第一支撑轴34沿逆时针方向向其操作位置旋转。支持壳54保持着螺线管52，使得在拨叉38一边的螺线管52的一端从支架部分54a向拨叉38延伸。当螺线管52通电时，拨叉38被吸引到螺线管52，由此，带有拨叉38的锁止杆26与螺线管连接部件30一起绕第一支撑轴34旋转。
参照正视图5A，5B，将描述换档锁止装置10的一个操作。图5B表示换档锁止装置10的初始状态，此时，变速杆12置于驻车位置P，其推进销50远离凸轮表面28d，同时锁止杆26在复位弹簧36的偏置力的作用下保持于锁止位置，锁止杆26的啮合爪26a与啮合部分78啮合。在这个初始状态，螺线管连接部件30和有效连接于螺线管连接部件30上的凸轮连接部件28在扭转螺旋弹簧48的偏置力的作用下保持于它们的初始位置，同时，螺线管52保持与拨叉38接触。
当变速杆12绕第二轴线O2沿选定方向向右纵向壁20旋转而换档锁止装置10被置于上述初始位置时，推进销50与凸轮连接部件28的凸轮表面28d对接，以便凸轮连接部件28绕第二支撑轴44从图6B的初始位置向图6A所示的操作位置旋转。因为通过销56和拉长孔46之间的啮合，凸轮连接部件28和螺线管被有效的彼此连接，所以凸轮连接部件26的逆时针方向的旋转使螺线管连接部件30绕第一支撑轴34做逆时针方向运动。
当螺线管连接部件30逆时针方向运动时，如果螺线管52处于通电状态，拨叉38被吸引到螺线管52，以便，在螺线管连接部件30沿逆时针方向旋转时，锁止杆26克服复位弹簧36的偏置力绕第一支撑轴34逆时针方向旋转，如图6A所示。这样，当螺线管52处于通电状态，变速杆12从驻车位置P沿选定方向旋转时，锁止杆26从其锁止位置向非锁止位置旋转。由变速杆12沿选定方向旋转使锁止杆26达到非锁止位置，在该位置上，锁止杆26的对接部分26b不与变速杆12(杆64)从驻车位置P开始向右的运动路线冲突，允许变速杆12向右运动。根据复位弹簧36的偏置力确定由螺线管52产生的、使拨叉38被吸引到螺线管52的磁力，使其足够大到能防止拨叉38由于复位弹簧36偏置力的作用而移出螺线管52。
当螺线管连接部件30逆时针方向旋转，凸轮连接部件28顺时针方向旋转时，如果螺线管52处于非通电状态，锁止杆26保持在其锁止位置(图5A和图6B的初始状态)，这样在变速杆12从驻车位置P处开始的旋转过程中，变速杆12与锁止杆26的对接部分26b对接，由此阻止变速杆12的进一步旋转。
按照本发明具体实施例构造的车辆换档锁止装置10中，以锁止杆26形式表现的换档锁止元件被设计成可绕第一支撑轴34旋转，以便锁止杆26的对接部分26b可在车辆纵向方向上运动，与变速杆12在车辆横向方向的运动路线交叉。锁止杆26的锁止位置由导向板74限定或决定，导向板74上有限定变速杆12在纵向和横向方向上的运动路线的导向槽72。因此，导向板74引导的变速杆12和置于由导向板74限定的锁止位置上的换档锁止元件16之间对接的位置很少会由于导向板74相对基础元件14的定位误差而变化。因此，由于不要求导向板74相对基础元件14的高度精确定位，锁止杆26可以在尺寸上缩小，在结构上压缩且高度保证其锁止功能，从而在生产制造上也是经济的。
锁止杆26通过其啮合爪26a与啮合部分78的啮合被固定在其锁止位置上，锁止位置位于通过第一支撑轴35轴线和对接部分26b的直线L上。啮合爪26a和啮合部分78有相互直接接触的表面，这些表面相对于以第一支撑轴34轴线为圆心的一段圆弧的法线倾斜。相应的，由啮合爪26a和啮合部分78压力接触而产生的反作用力f3的分量f3a沿上述圆弧径向向外的方向作用于锁止杆26，这样作用锁止杆26和第一支撑轴34之间的载荷f2减小一个等于分量力f3a的量，载荷f2的作用方向(沿半径向外方向)与由于变速杆12和对接部分26b对接产生的载荷f1的分量f1a作用于变速杆26的作用方向(沿半径向内方向)相反。即，载荷f1a沿直线L延长线两个相对方向中的一个方向作用于变速杆26，而载荷f3a沿直线L延长线两个相对方向中的另一个方向作用于锁止杆26。由于载荷f2减小，锁止杆26和第一支撑轴34可以在尺寸上更缩小，在结构上更紧凑，在生产制造上更经济。在本具体实施例中，其上有载荷f1a作用的对接部分26b和其上有载荷f3a作用的啮合爪26a被置于相互接近的位置，因此防止锁止杆26的变形或使其变形减小至最小程度，使得可以更加减小锁止杆26的尺寸和重量，同时高度保证其耐久性。
可以理解，参照附图对本发明优选实施方式的上述描述仅为举例说明的目的，本发明在具体实施中可以有多种变化、修改和改进，这是本领域的技术人员可以做到的。
权利要求
1.一种车辆换档锁止装置，包括(a)可在锁止位置和非锁止位置之间移动的换档锁止元件(26)，该锁止位置设置在变速杆(12)从一个操作位置向另一个操作位置运动的预定运动路线上，在该锁止位置，所述换档锁止元件阻止所述变速杆的所述运动，该非锁止位置与所述锁止位置间隔开，在该非锁止位置，所述换档锁止元件允许所述变速杆的所述运动；和(b)引导所述变速杆沿所述预定运动路线运动的导向元件(74)，其特征在于当所述换档锁止元件沿着与所述变速杆(12)的所述预定运动路线相交的方向运动时，所述导向元件(74)限定所述换档锁止元件(26)的所述锁止位置。
2.如权利要求1所述的车辆换档锁止装置，其中所述换档锁止元件设置成可绕支撑轴(34)的轴线旋转，并包括可以沿与所述变速杆(12)的所述预定运动路线相交的方向运动的对接部分(26b)，当所述换档锁止元件置于所述锁止位置时，该对接部分与所述变速杆对接以阻止所述变速杆的所述运动；所述换档锁止元件(26)和所述导向元件(74)构造成当所述换档锁止元件置于所述锁止位置时，由于所述变速杆和所述对接部分对接，载荷(f1a)沿一条通过所述对接部分(26b)和所述支撑轴(34)的所述轴线的直线(L)的延长线的相对方向中的一个方向作用于所述换档锁止元件；并且其中置于所述锁止位置的所述换档锁止元件与所述导向元件(74)在位于或接近于所述直线(L)上的某个位置被保持压力接触，所述换档锁止元件(26)和所述导向元件(74)的相互接触表面(26a，78)中的至少一个相对于一段圆弧的法线倾斜，该圆弧的圆心在所述支撑轴(34)的所述轴线上，由此由于所述压力接触，载荷(f3a)沿所述直线(L)延长线的所述相对方向中的另一个方向作用于所述的换档锁止元件。
3.如权利要求2所述的车辆换档锁止装置，其中所述换档锁止元件(26)和所述导向元件(74)的两个互相接触的表面(26a，78)互相平行，且都相对于所述圆弧的所述法线倾斜。
4.如权利要求1或2所述的车辆换档锁止装置，其中所述换档锁止元件和所述导向元件之间的所述压力接触的位置位于由两条边界直线限定的区域内，这两条直线相对于一条参考直线倾斜，该参考直线即通过所述支撑轴(34)轴线和所述对接部分(26b)的所述直线(L)，所述两条边界直线分别在所述参考直线的相对两边成最大为约20°的角度倾斜。
5.如权利要求4所述的车辆换档锁止装置，其中所述两条边界直线分别在所述参考直线的相对两边成最大为约10°的角度倾斜。
6.如权利要求2或3所述的车辆换档锁止装置，其中所述导向元件(74)包括啮合部分(78)，所述换档锁止元件是可绕所述支撑轴(34)的轴线旋转的锁止杆(26)，该支撑轴(34)的轴线沿实质上平行于车辆横向方向的实质上水平的方向延伸，所述锁止杆通常沿实质上垂直的方向延伸，并包括形成在其上端部、可与所述导向元件的所述啮合部分(78)啮合的啮合爪(26a)，以将所述锁止杆保持于所述锁止位置。
7.如权利要求6所述的车辆换档锁止装置，其中所述变速杆设置成可绕一个沿实质上平行于车辆纵向方向的实质上水平方向延伸的选择轴(60)的轴线旋转，以便当所述变速杆绕所述选择轴的轴线旋转时，所述变速杆与置于所述锁止位置的所述变速杆的所述对接部分对接。
8.如权利要求7所述的车辆换档锁止装置，其中所述换档锁止元件(26)的所述啮合爪(26a)与所述导向元件(74)的所述啮合部分(78)的平行的互相接触表面中的至少一个相对于所述圆弧的所述法线倾斜，以便随着所述相互接触表面沿所述圆弧的径向向外的方向延伸，所述相互接触表面在车辆向后方向延伸。
全文摘要
一种车辆换档锁止装置，包括(a)可在一锁止位置和一非锁止位置之间移动的换档锁止元件(26)，其中锁止位置设置在变速杆(12)从一个操作位置向另一个操作位置运动的预定运动路线上，在该锁止位置上换档锁止元件阻止变速杆的所述运动；非锁止位置与所述锁止位置间隔开，在该非锁止位置上换档锁止元件允许变速杆的所述运动；(b)引导变速杆沿预定运动路线运动的导向元件(74)，当换档锁止元件沿与所述变速杆(12)的预定运动路线相交的方向运动时，该导向元件(74)限定换档锁止元件(26)的锁止位置。
文档编号B60R25/06GK1872579SQ200610088769
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
发明者龟井义文, 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