换档装置的制作方法

本发明涉及旋转换档体来改变换档体的档位的换档装置。

背景技术

下述专利文献1记载的换档操作装置中，第一限位器向第一离合器齿轮的旋转轴方向移动，从而在第一限位器的突起部限制第一离合器齿轮的旋转。

这里，该换档操作装置中，第一限位器的突起部向第一离合器齿轮的旋转径向突出。

专利文献1：国际公开第2015/107592号小册子

考虑到上述事实，本发明的目的是得到在换档体旋转径向能够小型化的换档装置。

技术实现要素：

本发明的第一实施方式的换档装置具备换档体和限制部件，该换档体通过被操作而旋转，从而改变档位，该限制部件设置有沿上述换档体的旋转轴方向突出的限制部，通过沿上述换档体的旋转轴方向移动而在上述限制部限制上述换档体的旋转。

本发明的第二实施方式的换档装置在本发明的第一实施方式的换档装置中，上述限制部件向多个移动位置移动。

本发明的第三实施方式的换档装置在本发明的第一实施方式或者第二实施方式的换档装置中，具备旋转部件，其与上述限制部件卡合，通过旋转使上述限制部件移动。

本发明的第四实施方式的换档装置在本发明的第三实施方式的换档装置中，具备多个卡合部，它们设置于上述旋转部件，在上述旋转部件的旋转周向以及旋转轴方向的位置不同，并且能够分别与上述限制部件卡合。

本发明的第五实施方式的换档装置在本发明的第一实施方式～第四实施方式中的任一换档装置中，上述限制部件受到作用力的作用。

本发明的第一实施方式的换档装置中，操作换档体，从而使换档体旋转，改变换档体的档位。另外，限制部件沿换档体的旋转轴方向移动，从而在限制部件的限制部限制换档体的旋转。

这里，限制部件的限制部向换档体的旋转轴方向突出。因此，能够使换档装置在换档体旋转径向上小型化。

本发明的第二实施方式的换档装置中，限制部件向多个移动位置移动。因此，限制部件能够改变换档体的旋转限制状态。

本发明的第三实施方式的换档装置中，限制部件卡合于旋转部件，通过使旋转部件旋转，从而限制部件移动。因此，能够通过简单的结构使限制部件移动。

本发明的第四实施方式的换档装置中，在旋转部件设置有多个卡合部，多个卡合部在旋转部件的旋转周向以及旋转轴方向的位置不同。并且，多个卡合部能够分别与限制部件卡合。因此，使旋转部件旋转，改变与限制部件卡合的卡合部，从而能够使限制部件向多个移动位置移动。

本发明的第五实施方式的换档装置中，限制部件受到作用力的作用。因此，能够抑制限制部件的晃动。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的换档装置的从上侧观察的立体图。

图2是表示本发明的第一实施方式的换档装置的从上侧观察的分解立体图。

图3是表示本发明的第一实施方式的换档装置的换档锁定机构的从下侧观察的立体图。

图4的(a)和(b)是表示本发明的第一实施方式的换档装置的主要部位的图，(a)是从侧方观察的侧视图，(b)是从下侧观察的立体图。

图5的(a)和(b)是表示本发明的第一实施方式的换档装置中旋钮从“n”位置进行的旋转被锁定时的图，(a)是从侧方观察的侧视图，(b)是从下侧观察的立体图。

图6的(a)和(b)是表示本发明的第一实施方式的换档装置中旋钮配置于“n”位置并且旋钮从“n”位置到“d”位置的范围进行的旋转被锁定时的图，(a)是从侧方观察的侧视图，(b)是从下侧观察的立体图。

图7是表示本发明的第一实施方式的换档装置中旋钮配置于“d”位置并且旋钮从“n”位置到“d”位置的范围进行的旋转被锁定时的从侧方观察的侧视图。

图8是表示本发明的第一实施方式的换档装置中旋钮从“p”位置进行的旋转被锁定时的从侧方观察的侧视图。

图9是表示本发明的第二实施方式的换档装置的换档锁定机构的从下侧观察的立体图。

附图标记的说明

10换档装置，24旋钮(换档体)，44轴(旋转部件)，52挡块(限制部件)，52a阻挡部(限制部)，60换档装置

具体实施方式

[第一实施方式]

图1示出了从上侧观察本发明的第一实施方式的换档装置10的立体图，图2示出了从上侧观察换档装置10的分解立体图。此外，附图中，箭头up表示换档装置10的上方。

本实施方式的换档装置10设置于车辆(汽车)的转向柱罩(车体侧)，配置于车辆的驾驶座(图示省略)的车辆前侧，换档装置10的上方朝向车辆右侧(也可以朝向车辆左侧)。

如图1所示，在换档装置10设置有作为构成设置体的设置部件的近似长方体形箱状的壳体12，壳体12设置于转向柱罩并且一侧面开放。

如图1和图2所示，壳体12的上侧固定有作为构成设置体的支承部件的近似有底圆筒状的板14，板14的轴向平行于上下方向而配置并且内部向下侧开放。在板14的周壁的周向的一部分，贯通形成有连通孔16，连通孔16沿板14的周向延伸并且向下侧开放。

板14的周壁的下部形成有作为引导部的剖面为矩形的引导槽18(参照图3、图4的(a)和(b))，引导槽18隔着板14的中心轴线配置于连通孔16的相反侧。引导槽18在上下方向延伸，引导槽18在上下方向两侧以及板14的径向外侧开放。

在板14的上侧支承有作为换档体的近似有底圆筒状的旋钮24(旋钮基座)，旋钮24的内部向下侧开放，板14同轴配置于其内部。旋钮24能够相对于板14在规定范围内旋转，车辆的乘客(特别是就座于驾驶座的驾驶员)能够旋转操作旋钮24。旋钮24能够朝一个方向(图1等的箭头x的方向)和另一方向(图1等的箭头y的方向)旋转，能够改变档位，旋钮24从另一方向侧朝一个方向侧，能够配置于作为档位的“p”位置(驻车档位置，第一档位)、“r”位置(倒档位置)、“n”位置(空档位置，第一档位)、“d”位置(前进档位置，第二档位)。

在旋钮24的周壁的下侧部分，从一个方向侧朝另一方向侧贯通形成有作为被限制部的前视为矩形的“p”孔26a、“n”孔26b、“d”孔26c(参照图4的(a))，“p”孔26a、“n”孔26b、“d”孔26c分别向下侧开放。“p”孔26a与“n”孔26b在旋钮24的周向分离，“n”孔26b的下侧部分与“d”孔26c在旋钮24的周向连通。在旋钮24分别被配置于“p”位置、“n”位置、“d”位置时，“p”孔26a、“n”孔26b、“d”孔26c分别在上下方向上与板14的引导槽18对置(参照图4的(a)和(b)、图7、图8)。

在旋钮24的周壁一体地形成有作为检测部的近似矩形板状的检测板28(参照图3)，检测板28隔着旋钮24的中心轴线配置于“p”孔26a、“n”孔26b、“d”孔26c的相反侧并且以沿旋钮24的周壁弯曲的状态向下侧突出。检测板28的内周面形成有检测齿28a(内齿)，检测齿28a经由板14的连通孔16向板14内露出。

在检测板28的检测齿28a啮合作为构成检测机构的传递部件的传感器齿轮30(直齿轮)，传感器齿轮30在壳体12的上侧被支承为能够旋转。旋钮24旋转时，检测板28旋转，通过检测齿28a使传感器齿轮30旋转。

在传感器齿轮30的下侧，同轴安装有作为构成检测机构的检测部件的近似圆柱状的磁铁32，磁铁32在壳体12的上部内被支承为能够旋转。磁铁32固定于传感器齿轮30，传感器齿轮30旋转，从而磁铁32与传感器齿轮30一体旋转。

在磁铁32的侧方配置有作为构成检测机构的检测单元的近似矩形板状的传感器基板34，传感器基板34固定于壳体12，将壳体12的一侧面(开放面)封闭。传感器基板34能够检测磁铁32的磁力，由此，传感器基板34检测磁铁32的旋转位置，检测传感器齿轮30的旋转位置以及旋钮24的档位。传感器基板34与车辆的控制装置(图示省略)电连接，并且控制装置上电连接有车辆的自动变速器(图示省略)，改变旋钮24的档位，从而通过控制装置的控制使自动变速器变为与旋钮24的档位对应的变速档(“p”档(驻车档)、“r”档(倒退档)、“n”档(空档)、“d”档(前进档))。

换档装置10设置有作为限制机构的换档锁定机构36(参照图3)。

换档锁定机构36设置有作为驱动机构的马达38，马达38固定于壳体12，轴向(输出轴)垂直于上下方向而配置并且与控制装置电连接。在马达38的输出轴，以同轴并且能够一体旋转的方式固定有作为构成驱动机构的初级齿轮的涡轮40，通过正向驱动和反向驱动马达38，使涡轮40旋转。

在涡轮40啮合有作为构成驱动机构的中间齿轮的螺旋齿轮42(蜗轮)，螺旋齿轮42以同轴并且能够一体旋转的方式固定于作为构成驱动机构的旋转部件的轴44的下部。轴44在壳体12内被支承为能够旋转，轴向配置为与上下方向平行，轴44从壳体12向上侧突出，插入板14内。档正向驱动和反向驱动马达38来使涡轮40旋转时，各螺旋齿轮42以及轴44一体朝正向(图3等的箭头s的方向)及反向(图3等的箭头t的方向)旋转。

在轴44的上端部附近的周面，同轴形成有作为旋转部的剖面为c字形的旋转框50，旋转框50的下表面是作为解除部的解除面50a，垂直于上下方向而配置。旋转框50的正向侧端与反向侧端的间隙的上侧被作为卡合部的第一卡合面50b封闭，第一卡合面50b垂直于上下方向而配置。在旋转框50的正向侧端部的上下方向中间部分形成有作为卡合部的第二卡合面50c，第二卡合面50c朝向下侧，并且垂直于上下方向而配置。

在旋转框50的正向侧端面的上侧部分形成有作为连接部的第一倾斜面50d，第一倾斜面50d将第一卡合面50b和第二卡合面50c连接。第一倾斜面50d沿随着朝向正向侧而朝向上侧的方向倾斜，第一卡合面50b配置于第二卡合面50c的正向侧及上侧。在旋转框50的正向侧端面的下侧部分形成有作为连接部的第二倾斜面50e，第二倾斜面50e将第二卡合面50c和解除面50a连接。第二倾斜面50e沿随着朝向正向侧而朝向上侧的方向倾斜，第二卡合面50c配置于解除面50a的正向侧及上侧。

在轴44的板14径向外侧的侧方设置有作为限制部件的近似矩形板状的挡块52。挡块52在上下方向延伸，并且垂直于板14的径向而配置，挡块52在壳体12内的上部被支承为能够在上下方向移动(滑动)。挡块52的上侧部分是作为限制部的阻挡部52a，从壳体12向上方突出(延伸突出)，阻挡部52a以能够在上下方向移动的方式插入板14的引导槽18，并且在板14的周向嵌合于该引导槽18。

在挡块52的下表面一体地形成有圆柱状的施力柱52b，施力柱52b从挡块52向下方延伸突出。施力柱52b插入作为限制施力单元的锁定弹簧54(螺旋弹簧)内，锁定弹簧54架设在挡块52的下表面与壳体12内之间。锁定弹簧54轴向与上下方向平行并且被压缩，锁定弹簧54向上方对挡块52施力。

在挡块52的轴44侧(板14径向内侧)的面的下侧部分，一体地形成有作为被卡合部的近似矩形板状的卡合板52c，卡合板52c向轴44侧突出。卡合板52c平行于上下方向以及板14的径向而配置，卡合板52c的上端面弯曲为凸状。卡合板52c的上端面卡合(抵接)于轴44的旋转框50的解除面50a，由此，限制挡块52因锁定弹簧54的作用力而向上侧的移动，挡块52配置于解除位置(使阻挡部52a不从板14的引导槽18向上侧突出的位置)。轴44反向旋转时，卡合板52c的上端面经由第二倾斜面50e卡合于第二卡合面50c，挡块52向上侧移动，从而挡块52配置于第二移动位置，阻挡部52a从引导槽18向上侧突出(参照图6的(a)和(b)、图7、图8)。另外，轴44进一步反向旋转时，卡合板52c的上端面经由第一倾斜面50d卡合于第一卡合面50b，挡块52进一步向上侧移动，从而挡块52配置于第一移动位置，阻挡部52a从引导槽18进一步向上侧突出(参照图5的(a)和(b))。

在挡块52的轴44侧的面的下部，一体地形成有立方体形状的固定箱52d，固定箱52d向轴44侧以及传感器基板34侧突出。在固定箱52d内通过嵌入成型固定有作为限制检测部件的锁定磁铁56，锁定磁铁56向传感器基板34侧露出。传感器基板34能够检测锁定磁铁56的磁力，由此，传感器基板34检测锁定磁铁56的上下方向位置，检测挡块52的上下方向位置。

上述控制装置电连接有作为限制解除部的车辆的制动器(图示省略)，通过乘客操作制动器来制动车辆。另外，控制装置电连接有作为限制操作部的锁定开关(图示省略)，乘客能够锁定操作(限制操作)以及解锁操作(限制解除操作)锁定开关。

接下来，说明本实施方式的作用。

以上结构的换档装置10中，旋转操作旋钮24，从而将旋钮24的档位变为“p”位置、“r”位置、“n”位置、“d”位置。

然而，在旋钮24配置于“n”位置的情况下(传感器基板34检测到旋钮24的档位为“n”位置的情况下)，当锁定操作锁定开关时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，反向驱动马达38，轴44经由涡轮40和螺旋齿轮42反向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面由于锁定弹簧54的作用力而从轴44的旋转框50的解除面50a在第二倾斜面50e、第二卡合面50c以及第一倾斜面50d移动，进而卡合于第一卡合面50b(参照图5的(b))。因此，当挡块52向第一移动位置移动(参照图5的(a)和(b))，并且挡块52移动到第一移动位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于第一移动位置时)，通过控制装置的控制，使马达38的反向驱动停止。由此，将挡块52的阻挡部52a插入到旋钮24的“n”孔26b的上侧部分为止，从而“n”孔26b的一个方向侧面以及另一方向侧面抵接于阻挡部52a，旋钮24从“n”位置朝一个方向侧(“d”位置侧)以及另一方向侧(“r”位置侧)的旋转被锁定(限制)。

然后，当解锁操作锁定开关时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，正向驱动马达38，轴44经由涡轮40以及螺旋齿轮42正向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面克服锁定弹簧54的作用力，从旋转框50的第一卡合面50b在第一倾斜面50d、第二卡合面50c以及第二倾斜面50e移动而卡合于解除面50a(参照图4的(b))。因此，当挡块52向解除位置移动(参照图4的(a)和(b))，并且挡块52移动到解除位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于解除位置时)，通过控制装置的控制，马达38的正向驱动停止。由此，阻挡部52a向“n”孔26b的插入被解除，允许旋钮24从“n”位置向一个方向侧以及另一方向侧旋转。

并且，在旋钮24配置于“n”位置或“d”位置的情况下(传感器基板34检测到旋钮24的档位为“n”位置或“d”位置的情况下)，当不操作制动器时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，反向驱动马达38，轴44经由涡轮40以及螺旋齿轮42反向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面通过锁定弹簧54的作用力从轴44的旋转框50的解除面50a在第二倾斜面50e移动而卡合于第二卡合面50c(参照图6的(b))。因此，当挡块52向第二移动位置移动(参照图6的(a)和(b)、图7)，并且挡块52移动到第二移动位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于第二移动位置时)，通过控制装置的控制，停止马达38的反向驱动。

由此，挡块52的阻挡部52a插入旋钮24的“n”孔26b的下侧部分或“d”孔26c，从而“n”孔26b的一个方向侧面抵接于阻挡部52a，旋钮24从“n”位置到“d”位置的范围向另一方向侧(“r”位置侧)的旋转被锁定。

另一方面，在旋钮24配置于“n”位置或“d”位置的情况下(传感器基板34检测到旋钮24的档位为“n”位置或“d”位置的情况下)，当操作制动器时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，正向驱动马达38，轴44经由涡轮40以及螺旋齿轮42正向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面克服锁定弹簧54的作用力从旋转框50的第二卡合面50c在第二倾斜面50e移动而卡合于解除面50a。因此，当挡块52向解除位置移动，并且挡块52移动到解除位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于解除位置时)，通过控制装置的控制，停止马达38的正向驱动。由此，阻挡部52a向“n”孔26b或“d”孔26c的插入被解除，允许旋钮24从“n”位置到“d”位置的范围向另一方向侧(“r”位置侧)旋转。

另外，在旋钮24配置于“p”位置的情况下(传感器基板34检测到旋钮24的档位为“p”位置的情况下)，当不操作制动器时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，反向驱动马达38，轴44经由涡轮40以及螺旋齿轮42反向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面通过锁定弹簧54的作用力从轴44的旋转框50的解除面50a在第二倾斜面50e移动而卡合于第二卡合面50c。因此，当挡块52向第二移动位置移动(参照图8)，并且挡块52移动到第二移动位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于第二移动位置时)，通过控制装置的控制，停止马达38的反向驱动。由此，挡块52的阻挡部52a插入旋钮24的“p”孔26a，从而“p”孔26a的另一方向侧面抵接于阻挡部52a，旋钮24从“p”位置向一个方向侧(“r”位置侧)的旋转被锁定。

另一方面，在旋钮24配置于“p”位置的情况下(传感器基板34检测到旋钮24的档位为“p”位置的情况下)，当操作制动器时，换档锁定机构36中，通过控制装置的控制，正向驱动马达38，轴44经由涡轮40以及螺旋齿轮42正向旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面克服锁定弹簧54的作用力从旋转框50的第二卡合面50c在第二倾斜面50e移动而卡合于解除面50a。因此，当挡块52向解除位置移动，并且挡块52移动到解除位置时(传感器基板34检测出挡块52配置于解除位置时)，通过控制装置的控制，停止马达38的正向驱动。由此，阻挡部52a向“p”孔26a的插入被解除，允许旋钮24从“p”位置向一个方向侧(“r”位置侧)旋转。

这里，挡块52能够在旋钮24的旋转轴方向(上下方向)移动，挡块52的阻挡部52a向旋钮24的旋转轴方向(上侧)突出。因此，能够使换档装置10在旋钮24旋转径向上小型化。

并且，挡块52从解除位置向第一移动位置以及第二移动位置移动。因此，挡块52向第一移动位置移动，从而能够锁定旋钮24从“n”位置向一个方向侧以及另一方向侧的旋转，并且挡块52向第二移动位置移动，从而能够锁定旋钮24从“n”位置到“d”位置的范围向另一方向侧的旋转以及旋钮24从“p”位置向一个方向侧的旋转。由此，能够通过简单的结构改变旋钮24的旋转锁定方式。

另外，挡块52的卡合板52c的上端面卡合于轴44的旋转框50的解除面50a，轴44旋转，从而卡合板52c的上端面从解除面50a向第二倾斜面50e、第二卡合面50c、第一倾斜面50d以及第一卡合面50b移动，挡块52从解除位置移动。因此，能够通过简单的结构使挡块52从解除位置移动。并且，轴44相对于挡块52配置于旋钮24的旋转径向内侧，所以能够使换档装置10在旋钮24旋转径向有效地小型化。

并且，在轴44的旋转框50设置有解除面50a、第二卡合面50c以及第一卡合面50b，解除面50a与第二卡合面50c之间设置有第二倾斜面50e，并且第二卡合面50c与第一卡合面50b之间设置有第一倾斜面50d，解除面50a、第二卡合面50c以及第一卡合面50b在轴44(旋转框50)的旋转周向以及旋转轴方向的位置不同。因此，使轴44旋转，卡合板52c上端面的卡合对象从解除面50a变为第二卡合面50c以及第一卡合面50b，从而挡块52能够从解除位置向第二移动位置以及第一移动位置移动。

另外，挡块52被锁定弹簧54施力，作用力作用于轴44、涡轮40以及螺旋齿轮42。因此，能够抑制挡块52、轴44、涡轮40以及螺旋齿轮42的晃动，能够减少挡块52、轴44、涡轮40以及螺旋齿轮42的动作音。

[第二实施方式]

图9示出了从下侧观察本发明的第二实施方式的换档装置60的主要部位的立体图。

本实施方式的换档装置60的结构与上述第一实施方式大致相同，但在以下方面有所不同。

如图9所示，本实施方式的换档装置60中，换档锁定机构36中，马达38的轴向(输出轴)平行于上下方向而配置，在马达38的输出轴上，代替上述第一实施方式的涡轮40，以同轴并且能够一体旋转的方式固定有作为初级齿轮的轴齿轮62(直齿轮)。

代替上述第一实施方式的螺旋齿轮42，在轴齿轮62啮合有作为中间齿轮的齿轮轴64的第一齿轮64a(内齿轮)，第一齿轮64a以同轴并且能够一体旋转的方式设置于齿轮轴64的下端部。齿轮轴64在壳体12内被支承为能够旋转，齿轮轴64的轴向平行于上下方向而配置。在齿轮轴64的上端部以同轴并且能够一体旋转的方式设置有第二齿轮64b(直齿轮)，第二齿轮64b的直径小于第一齿轮64a的直径。

在轴44的上端部附近，在旋转框50的上侧以同轴并且能够一体旋转的方式设置有第三齿轮44b(直齿轮)，在第三齿轮44b啮合有齿轮轴64的第二齿轮64b。

由此，当使马达38驱动而使轴齿轮62旋转时，齿轮轴64(包括第一齿轮64a以及第二齿轮64b)旋转，轴44(包括第三齿轮44b)旋转，从而挡块52的卡合板52c上端面向轴44的旋转框50的解除面50a、第二倾斜面50e、第二卡合面50c、第一倾斜面50d以及第一卡合面50b移动，挡块52向解除位置、第二移动位置以及第一移动位置移动。

这里，本实施方式中也能够起到与上述第一实施方式相同的作用和效果。

并且，在本实施方式中，分别设置有轴齿轮62以及齿轮轴64来代替上述第一实施方式的涡轮40以及螺旋齿轮42。因此，减小从马达38向轴44传递的旋转的减速比，从而能够提高从马达38向轴44的旋转传递效率，能够加快轴44的旋转速度，能够提高挡块52的移动速度。

此外，上述第一实施方式以及第二实施方式中，换档锁定机构36将旋钮24从“p”位置以及“n”位置的旋转锁定。然而，换档锁定机构36也可以将旋钮24从除了“p”位置以及“n”位置以外的档位(例如“r”位置或“d”位置)进行的旋转锁定。

并且，上述第一实施方式以及第二实施方式中，换档锁定机构36将旋钮24从“n”位置到“d”位置的范围开始的旋转锁定。然而，换档锁定机构36也可以将旋钮24从除了“n”位置到“d”位置的范围以外的多个档位的范围(例如“r”位置到“d”位置的范围)进行的旋转锁定。

另外，上述第一实施方式以及第二实施方式中，挡块52从解除位置向第一移动位置以及第二移动位置移动。然而，挡块52也可以从解除位置向一个或三个以上的移动位置移动。

并且，上述第一实施方式以及第二实施方式中，换档锁定机构36设置于壳体12以及板14侧，换档锁定机构36的挡块52(阻挡部52a)卡合于旋钮24侧。然而，也可以将换档锁定机构36设置于旋钮24侧，换档锁定机构36的挡块52(阻挡部52a)卡合于壳体12以及板14侧。

另外，上述第一实施方式以及第二实施方式中，乘客旋转操作旋钮24。然而，也可以将档杆(换档部)设置为能够与旋钮24一体旋转，从而乘客转动操作档杆，使旋钮24旋转。

并且，上述第一实施方式以及第二实施方式中，换档装置10、60设置于转向柱罩。然而，也可以将换档装置10、60设置于车室的地板部、仪表盘或者中控台。