换挡装置的制作方法

本发明涉及使旋转体旋转而变更换挡位置的换挡装置。

背景技术：

在日本特开2016-094082号公报所记载的换挡装置中，在旋钮配置于“p”位置且未操作制动器时，旋转凸轮向一个方向旋转而使锁定杆向锁定方向旋转，从而锁定杆的前端部插入旋钮的凹部内而限制旋钮的旋转。另外，在旋钮配置于“p”位置且操作制动器时，旋转凸轮向另一个方向旋转而使锁定杆向锁定解除方向旋转，从而将旋钮的旋转限制解除。

然而，在换挡装置中，假设在针对锁定杆的移动而使用凸轮的情况下，优选能够增大移动部件相对于凸轮的旋转角度的移动行程。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程的换挡装置。

技术方案1的换挡装置具备：旋转体，其旋转而变更换挡位置；移动部件，其向一侧移动而限制上述旋转体的旋转，并且向另一侧移动而解除上述旋转体的旋转限制；以及凸轮部件，其能够旋转，并且设置有凸轮面，在上述移动部件抵接于凸轮部件(凸轮面)上的除与从上述凸轮部件(凸轮面)的旋转中心向上述移动部件的移动方向延伸的直线交差的(凸轮面的)位置以外的(凸轮面的)位置的状态下，通过向一个方向以及另一个方向旋转而使上述移动部件向一侧以及另一侧移动。

在技术方案1的换挡装置中，通过使旋转体旋转而变更换挡位置。另外，在移动部件抵接于凸轮部件的凸轮面的状态下，凸轮部件向一个方向以及另一个方向旋转，从而移动部件向一侧以及另一侧移动，进而对旋转体的旋转进行限制以及限制解除。

此处，在移动部件抵接于凸轮面上的除与从凸轮面的旋转中心向移动部件的移动方向延伸的直线交差的(凸轮面的)位置以外的(凸轮面的)位置的状态下使凸轮部件旋转，从而使移动部件移动。由此，能够增大因凸轮部件的旋转而产生的相对于凸轮面的移动部件抵接部在移动部件移动方向上的移动行程，从而能够增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程。

对于技术方案2的换挡装置而言，在技术方案1的换挡装置中，在上述移动部件抵接于上述凸轮面上的包括与从上述凸轮面的旋转中心向上述移动部件的移动方向所正交的方向延伸的直线交差的(凸轮面的)位置在内的(凸轮面的)位置的状态下，上述凸轮部件向一个方向以及另一个方向旋转，从而上述移动部件向一侧以及另一侧移动。

在技术方案2的换挡装置中，凸轮部件向一个方向以及另一个方向旋转，从而移动部件向一侧以及另一侧移动时，移动部件抵接于凸轮面上的包括与从凸轮面的旋转中心向移动部件的移动方向所正交的方向延伸的直线交差的(凸轮面的)的位置在内的(凸轮面的)位置。由此，能够有效地增大因凸轮部件的旋转而产生的相对于凸轮面的移动部件抵接部在移动部件移动方向上的移动行程，从而能够有效地增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程。

对于技术方案3的换挡装置而言，在技术方案1或者技术方案2的换挡装置中，与上述凸轮面抵接的上述移动部件的抵接面相对于上述移动部件的移动方向以及与该移动方向正交的方向倾斜。

对于技术方案4的换挡装置而言，在技术方案3的换挡装置中，上述抵接面随着在上述移动部件的移动方向上朝向上述旋转体侧，而在与上述移动方向正交的方向上向远离上述凸轮部件的旋转中心的方向倾斜。

根据技术方案1的换挡装置，具有能够增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程这样的效果。

根据技术方案2的换挡装置，具有能够有效地增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程这样的效果。另外，根据技术方案3、4的换挡装置，具有能够进一步增大移动部件相对于凸轮部件的旋转角度的移动行程的效果。

附图说明

图1是表示本实施方式的换挡装置的立体图。

图2是表示换挡装置的主要部分的俯视图。

图3是表示换挡装置的主要部分的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。在图1中通过从上侧观察的立体图示出了本实施方式的换挡装置10。应予说明，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。

本实施方式的换挡装置10为所谓线控式的换挡装置。换挡装置10设置于车辆(汽车)的仪表板，并配置于车辆的驾驶座位(省略图示)的车辆前侧且车宽方向内侧，换挡装置10的前方、右方以及上方分别朝向车辆的斜前上方、右方以及斜后上方。

换挡装置10具备旋钮基座16，该旋钮基座16形成为箱状并且安装有后述的旋钮12以及将旋钮12支承为能够旋转的旋钮支承部14等。在该旋钮基座16设置有供未图示的螺栓插通的多个插通部16a。而且，插通于该插通部16a的螺栓被旋入配置于仪表板内的换挡装置固定部，从而将换挡装置10固定于换挡装置固定部。应予说明，在换挡装置10固定于换挡装置固定部的状态下，旋钮12从形成于仪表板的开口向车厢内突出。

旋钮基座16借助旋钮支承部14将作为旋转体的大致圆筒状的旋钮12支承为能够旋转，车辆的乘坐者(特别是就座于驾驶座位的驾驶员)能够旋转操作该旋钮12。旋钮12能够在规定范围(规定角度范围)内向一个方向(箭头a的方向)以及另一个方向(箭头b的方向)旋转。而且，通过旋钮12向一个方向以及另一个方向旋转，而变更旋钮12的换挡位置。在本实施方式中，旋钮12能够从另一个方向侧朝向一个方向侧，配置于作为规定换挡位置的“p”位置(停车挡位置)、“r”位置(倒车挡位置)、“n”位置(空挡位置)、“d”位置(驱动挡位置)。

在旋钮基座16内设置有作为换挡检测单元的换挡传感器(省略图示)，换挡传感器对设置于旋钮12的磁体(省略图示)的旋转位置进行检测，从而检测旋钮12的换挡位置。换挡传感器与车辆的控制装置(省略图示)电连接。

另外，在控制装置电连接有用于对乘坐者是否操作了作为车辆的制动单元的制动器进行检测的检测单元，在乘坐者操作了制动器时，车辆被制动。

接下来，对换挡锁定机构22进行说明。在图2中通过俯视图示出了换挡锁定机构22，在图3中通过从斜下方观察的立体图示出了换挡锁定机构22。

换挡锁定机构22构成为包括：作为驱动单元的马达24、和用于传递该马达24的驱动力的传递机构26。针对马达24，使用具有因通电而旋转的旋转轴24a的直流马达，并且马达24与控制装置电连接。该马达24以旋转轴24a的轴向朝向旋钮12的旋转轴直角方向的状态配置于旋钮12以及旋钮支承部14(参照图1)的下侧(相对于旋钮12而靠该旋钮12的旋转轴向一侧)。另外，马达24被控制装置控制从而使旋转轴24a向正转方向以及反转方向旋转。

传递机构26构成为包括：设置于马达24的旋转轴24a的蜗杆(wormgear)28、与蜗杆28啮合的斜齿轮30、以及与斜齿轮30一体旋转的中间齿轮32。而且，马达24的旋转轴24a的旋转借助蜗杆28以及斜齿轮30而传递至中间齿轮32，从而使中间齿轮32旋转。

在换挡锁定机构22设置有作为旋转部件的正齿轮的锁定齿轮36。锁定齿轮36比中间齿轮32直径更大，并与中间齿轮32啮合。因此，通过中间齿轮32旋转，从而锁定齿轮36向锁定方向(箭头d方向)以及锁定解除方向(箭头c方向)旋转。

在锁定齿轮36的上表面设置有作为凸轮部件(限制部件以及限制解除部件)的凸轮38，凸轮38与锁定齿轮36一体旋转。凸轮38从锁定齿轮36的上表面向上侧突出，且在外周形成有凸轮面38a以及凸轮面38b。凸轮面38a的直径尺寸比锁定齿轮36的齿根面的直径尺寸稍小且大致恒定，凸轮面38a遍及凸轮38的大致半周而形成。另外，在凸轮面38a的锁定解除方向侧设置有拐点38c，凸轮面38b从拐点38c向锁定解除方向连续，并且凸轮面38b的直径尺寸随着从拐点38c向锁定解除方向远离而减少。

在换挡锁定机构22设置有作为移动部件的块状的锁定杆40，锁定杆40的长边方向成为旋钮12的大致径向(后述的旋转限制方向、限制解除方向)，锁定杆40以能够在锁定齿轮36的上侧向旋钮12的大致径内侧(旋转限制方向，箭头e方向)、以及大致径外侧(箭头f方向，限制解除方向)移动的方式被支承于旋钮基座16。在锁定杆40一体地设置有大致三角形形状的滑动突起40a，滑动突起40a从锁定杆40的基部突出，并在与旋钮12相反一侧同凸轮38的周面(凸轮面38a、38b)对置。另外，在滑动突起40a且在凸轮38侧设置有作为抵接面的抵接面40b。

此处，如图2那样从旋钮12的旋转轴(锁定齿轮36(凸轮38)的旋转轴)方向观察，锁定杆40的抵接面40b随着朝向旋钮12侧而向朝与凸轮38相反一侧的方向倾斜(相对于锁定杆40的旋转限制方向以及限制解除方向和与它们正交的方向倾斜)。详细而言，锁定杆40的抵接面40b随着在锁定杆40的移动方向(旋转限制方向以及限制解除方向)上朝向旋钮12(的旋转中心)侧而向在与锁定杆40的移动方向正交的方向上远离凸轮38(凸轮面38a、38b)的旋转中心的方向倾斜。由此，在抵接面40b与凸轮面38a抵接的情况(状态)下，凸轮面38a与“相对于凸轮38的旋转中心的箭头f方向位置，即与从凸轮38的旋转中心向箭头f方向(限制解除方向)延伸的假想线交差的位置”相比，在“向锁定杆40侧(锁定方向(箭头d方向))以角度α偏离的位置”，供抵接面40b抵接。换言之，如图2那样从凸轮38的旋转轴方向观察，从凸轮38的旋转中心向箭头f方向(限制解除方向)延伸的假想线、与将凸轮38的旋转中心与凸轮面38a和抵接面40b接触的位置连结的假想线所成的角为角度α。应予说明，在本实施方式中，使角度α处于0＜α＜π/2(弧度)的范围。

在锁定杆40的与旋钮12相反一侧，设置有作为施力单元的螺旋弹簧(压缩弹簧，省略图示)，锁定杆40被螺旋弹簧朝向旋钮12的大致径内侧(箭头e方向)推压，由此使滑动突起40a的抵接面40b与凸轮38的周面(凸轮面38a)抵接。

另外，在锁定杆40一体地设置有作为限制部的矩形柱状的锁定突起40c，锁定突起40c从锁定杆40的基部朝向旋钮12的大致径内侧(箭头e方向)突出。在滑动突起40a的抵接面40b与凸轮38的凸轮面38a抵接的锁定杆40的卡合状态(图2实线所示的状态)下，锁定突起40c克服螺旋弹簧的作用力而离开旋钮12。另外，若凸轮38与锁定齿轮36一体朝锁定方向旋转而使滑动突起40a的抵接面40b从凸轮38的拐点38c与凸轮面38b抵接，则移至锁定杆40的卡合解除状态(图2双点划线所示的状态)，通过螺旋弹簧的作用力使锁定突起40c向旋钮12的旋转限制方向(箭头e方向)移动。在旋钮12(参照图1)且在下端部外周形成有锁定孔(省略图示)。在锁定杆40的卡合解除状态下，锁定突起40c进入旋钮12的锁定孔，锁定杆40(锁定突起40c)限制旋钮12的旋转。

应予说明，如图3所示那样，在锁定杆40的基部且在下侧的表面设置有作为检测部的磁体42。磁体42与未图示的传感器基板对置，传感器基板与控制装置电连接。因此，在控制装置中，检测锁定杆40的位置。

接下来对本实施方式的作用进行说明。

在以上说明的换挡装置10中，在旋钮12配置于“p”位置的情况下(在换挡传感器检测出旋钮12的换挡位置为“p”位置的情况下)并且未操作制动器时，在换挡锁定机构22中，通过控制装置的控制，反转驱动马达24，从而锁定齿轮36借助蜗杆28、斜齿轮30以及中间齿轮32而向箭头d方向旋转，从而凸轮38向与锁定杆40的卡合解除方向(箭头d方向)旋转。由此，若凸轮38的凸轮面38b与锁定杆40的抵接面40b对置，则锁定杆40通过螺旋弹簧的作用力而朝向旋钮12的大致径内侧(箭头e方向)移动，锁定杆40成为卡合解除状态，从而锁定突起40c进入旋钮12的锁定孔，旋钮12的旋转被限制。应予说明，在锁定杆40成为卡合解除状态时(检测出锁定突起40c进入锁定孔时)，通过控制装置的控制，停止马达24的反转驱动。

另一方面，在旋钮12配置于“p”位置的情况下，操作了制动器时，在换挡锁定机构22中，通过控制装置的控制，正转驱动马达24，从而锁定齿轮36借助蜗杆28、斜齿轮30以及中间齿轮32而向箭头c方向旋转，从而凸轮38朝与锁定杆40的卡合方向(箭头c方向)旋转。由此，若凸轮38的凸轮面38a与锁定杆40的抵接面40b对置，则锁定杆40克服螺旋弹簧的作用力而朝旋钮12的大致径外侧(箭头f方向)移动，锁定杆40成为卡合状态，从而锁定突起40c被从旋钮12的锁定孔拉出，旋钮12的旋转的限制被解除。应予说明，在锁定杆40成为卡合状态时(检测出锁定突起40c被从锁定孔拉出时)，通过控制装置的控制，停止马达24的正转驱动。

此处，在凸轮38旋转而使锁定杆40移动时，从凸轮38的旋转轴方向观察，凸轮38在除相对于凸轮面38a、38b(包括拐点38c)的旋转中心的箭头e方向位置以及箭头f方向位置，即从旋转中心向箭头f方向(限制解除方向)延伸的假想线、与从旋转中心向箭头e方向(限制方向)延伸的假想线交差的位置以外的位置供抵接面40b抵接(图2)。因此，能够增大因凸轮38的旋转而产生的相对于凸轮38周面的锁定杆40的抵接面40b在锁定杆40移动方向(限制方向、限制解除方向)上的移动行程，从而能够增大锁定杆40相对于凸轮38的旋转角度的移动行程。

由此，在换挡锁定机构22中，能够增大锁定杆40相对于凸轮38的旋转角度的移动行程，因此即使减小凸轮38的旋转角度，锁定杆40也能够朝旋钮12的旋转的限制位置和限制解除位置移动。

另外，锁定杆40相对于凸轮38的旋转角度的移动行程较大，因此锁定杆40的移动速度变快。因此，对于换挡锁定机构22而言，能够相对于旋钮12的锁定孔迅速地插入或拔出锁定杆40的锁定突起40c。并且，能够减小凸轮38在锁定杆40的卡合解除状态与卡合状态之间的旋转角度，因此能够缩小凸轮38中的用于锁定杆40的移动的区域(角度范围)。

另外，在锁定杆40从旋钮12的旋转的限制位置在限制解除位置的范围内移动时，从凸轮38的旋转轴方向观察，在相对于凸轮38的旋转中心的锁定杆40移动方向垂直位置、即从凸轮38的旋转中心向相对于锁定杆40的移动方向(限制方向、限制解除方向)垂直的方向延伸的假想线所交差的位置，抵接面40b与凸轮面38b(也可以为拐点38c)抵接(图2)。因此，因凸轮38的旋转而产生的相对于凸轮38周面的抵接面40b抵接部在移动方向的移动行程有效地变大，因此能够有效地增大锁定杆40相对于凸轮38的旋转角度的移动行程。

应予说明，锁定杆40的抵接面40b也可以随着朝向旋钮12侧而朝凸轮38侧倾斜(抵接面40b的倾斜方向与图2所示的抵接面40b的倾斜方向不同，除此以外的结构与图2相同)。由此，在锁定杆移动时(向限制方向以及限制解除方向移动时)，抵接面40b上的与凸轮面38b(包括拐点38c)在锁定杆40的移动方向上的抵接位置(相对抵接位置)向与锁定杆40的移动方向(移动侧)相反一侧位移(即若锁定杆40向e方向移动，则该抵接位置从p1变为p2，即抵接面40b上的锁定杆40的移动方向的该抵接位置(相对抵接位置)向f方向位移)。因此，通过抵接面40b上的凸轮面38b的接触位置的位移而使锁定杆40沿移动方向移动，因此能够进一步增大锁定杆40相对于凸轮38的旋转角度的移动行程。

应予说明，在以上说明的本实施方式中，以设置于车辆的仪表板的换挡装置10为例进行了说明，但不局限于此，换挡装置可以设置于车辆的地板面，也可以设置于车辆的柱(转向柱)。