换档装置的制作方法

1.本发明涉及换档装置。


背景技术：

2.在专利文献1中，公开了一种具备换档杆的换档装置，所述换档杆被可转动地安装在箱体的内部中，通过被操作者转动操作，能够在多个档位的各个档位处保持。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开第2019/181023号


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.但是，专利文献1所记载的换档装置由于换档杆的转动负荷较小，所以换档杆势头较猛地转动，换档杆有可能越过应该被保持的档位而进入到下个档位。
8.用来解决技术问题的手段
9.有关一技术方案的换档装置具备：外壳，具有圆筒部；换档杆，具有可转动地设置在圆筒部的内部中的基部，被操作者转动操作；档位保持机构，在规定的档位保持换档杆；以及弹性部件，从圆筒部或基部的某一方起以与另一方对置的方式突出设置，与基部的外周面或圆筒部的内周面的某个抵接，对换档杆施加转动负荷。
10.发明效果
11.根据一技术方案，能够适度地赋予换档杆的转动负荷以使换档杆不势头较猛地转动。
附图说明
12.图1是有关一实施方式的换档装置的外观立体图。
13.图2是有关一实施方式的换档装置的分解立体图。
14.图3是有关一实施方式的换档装置(换档杆被拆下的状态)的侧视图。
15.图4是有关一实施方式的换档装置的一部分放大剖视图。
16.图5是图3所示的换档装置的一部分放大图。
17.图6是有关一实施方式的换档装置具备的弹性部件的从表侧观察的外观立体图。
18.图7是有关一实施方式的换档装置具备的弹性部件的从背侧观察的外观立体图。
19.图8是将有关一实施方式的换档装置的弹性部件的安装部放大表示的立体图。
具体实施方式
20.以下，参照附图对一实施方式进行说明。
21.(换档装置100的概要)
22.图1是有关一实施方式的换档装置100的外观立体图。另外，在以后的说明中，为了方便，将与搭载有换档装置100的车辆的高度方向对应的方向(z轴方向)设为上下方向，将与车辆的长度方向对应的方向(x轴方向)设为前后方向，将与车辆的宽度对应的方向(y轴方向)设为左右方向。
23.图1所示的换档装置100在汽车等的车辆中被搭载在能够由车辆的驾驶者操作的位置(例如中央控制台等)。换档装置100为了进行车辆的变速机的换档而由车辆的驾驶者(操作者)操作。换档装置100不是将车辆的变速机机械地控制，而是通过将与换档操作对应的控制信号向外部输出而将车辆的变速机电气地控制的所谓线控换档(shift by wire)方式。
24.另外，换档装置100也可以用于车辆的变速机的换档以外的目的，也可以用于车辆以外的设备(例如，飞机、铁路车辆、游戏机、遥控器等)。此外，换档装置100实际上具有用来将与换档操作对应的电信号输出的电气结构，但在本实施方式中省略关于该电气结构的图示及说明。
25.如图1所示，换档装置100具备外壳110及换档杆120。
26.外壳110承担作为换档装置100的基本骨架的作用，是支承换档装置100具备的其他结构零件(换档杆120等)的部件。例如，外壳110通过使用了各种树脂材料(例如，pbt(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二酯)等)的注射成形而被形成。
27.如图1所示，外壳110具备圆筒部112(“圆筒部或基部的某一方”的一例)。圆筒部112是将换档杆120的基部121(“圆筒部或基部的另一方”的一例)可转动地收容的大致圆筒状的部分。圆筒部112的内径比换档杆120的基部121的外径稍大。
28.换档杆120是由车辆的驾驶者进行换档操作的部件。换档杆120设置为能够相对于外壳110而以在左右方向(y轴方向)上延伸的转动中心轴ax为转动中心转动。例如，换档杆120通过使用了各种金属材料(例如铝、锌等)的压铸或通过上述各种树脂材料而注射形成。
29.换档杆120具有基部121及杆部122而构成。基部121是大致圆筒状的部分。基部121被收容在外壳110的圆筒部112内，在该圆筒部112内，能够以转动中心轴ax为转动中心向前转方向(图中箭头d3方向)及后转方向(图中箭头d4方向)转动。杆部122是从基部121的外周面向前方(x轴正方向)且上方(z轴正方向)以直线状延伸的柱状的部分。杆部122通过被进行来自驾驶者的转动操作(换档操作)，能够一边使基部121转动而一边转动。另外，在杆部122的前端安装着换档手柄，但在本实施方式中省略了换档手柄的图示。
30.车辆的驾驶者能够将换档杆120的杆部122向作为下方(z轴负方向)的第1操作方向(图中箭头d1方向)及作为上方(z轴正方向)的第2操作方向(图中箭头d2方向)转动操作。
31.车辆的变速机的规定的换档样式将多个档位在逻辑上在前后方向上以规定的顺序排列而分配。例如，在本实施方式中，规定的换档样式具有包括r(倒档)、n(空档)、a(自动档)、m(手动档)的4个档位，但并不限定于此。
32.车辆的驾驶者通过将杆部122向第1操作方向或第2操作方向转动操作，能够将车辆的档位按照规定的换档样式在多个档位之间切换。
33.例如，车辆的驾驶者通过使杆部122向第1操作方向转动，使基部121向前转方向(图中箭头d3方向)转动规定的角度，能够将车辆的档位切换为与第1操作方向对应的档位。
34.此外，例如，车辆的驾驶者通过使杆部122向第2操作方向转动，使基部121向后转
方向(图中箭头d4方向)转动规定的角度，能够将车辆的档位切换为与第2操作方向对应的档位。
35.(换档装置100的结构)
36.图2是有关一实施方式的换档装置100的分解立体图。图3是有关一实施方式的换档装置100(换档杆120被拆下的状态)的侧视图。如图2及图3所示，换档装置100在外壳110的圆筒部112的内部中具备卡止感赋予机构130和凸轮部件140。
37.卡止感赋予机构130对于换档杆120的转动动作赋予卡止(click)感。卡止感赋予机构130对换档杆120以与各档位对应的转动角度赋予卡止感。
38.具体而言，卡止感赋予机构130具有夹着转动中心轴而相互对置配置的一对磁铁保持部131a、131b。一对磁铁保持部131a、131b分别保持着永久磁铁。由此，在一对磁铁保持部131a、131b之间产生磁吸引力。此外，一对磁铁保持部131a、131b在最外侧具有圆柱状的销132。各销132沿着设置在凸轮部件140上的卡止部140a、140b滑动，凸轮部件140与换档杆120一起一体地转动。卡止部140a、140b具有与4个档位对应的4个卡止槽。
39.一对磁铁保持部131a、131b在换档杆120及凸轮部件140转动、且各自上设置的销132达到卡止部140a、140b的卡止山的顶部为止的期间中，向相互分离的方向移动。此时，一对磁铁保持部131a、131b通过抵抗作用在两者之间的磁吸引力，使凸轮部件140及换档杆120的转动负荷增加。
40.接着，一对磁铁保持部131a、131b在换档杆120及凸轮部件140进一步转动且各自上设置的销132达到卡止部140a、140b的卡止山之后，向相互接近的方向移动。此时，一对磁铁保持部131a、131b通过作用在两者之间的磁吸引力，使凸轮部件140及换档杆120的转动加速。
41.进而，一对磁铁保持部131a、131b通过换档杆120及凸轮部件140转动规定的角度(档位的切换所需要的规定的角度)且各自上设置的销132进入到卡止部140a、140b的卡止槽中，使凸轮部件140及换档杆120的转动停止。由此，一对磁铁保持部131a、131b对于换档杆120以与切换后的档位对应的转动角度赋予卡止感。
42.这样，一对磁铁保持部131a、131b通过使换档杆120的转动负荷变化，对于换档杆120的转动动作赋予卡止感。
43.凸轮部件140设置为，一部分与换档杆120的基部121的外周面接触，与基部121一起一体地转动。此时，凸轮部件140其从圆筒部112的内周面112b侧朝向凸轮部141突出设置的致动器142(参照图3)的前端部142a，相对于沿着基部121的外周面设置的凸轮部141滑动。另外，致动器142配设在外壳110的背侧(y轴正侧)，在图3中对于前端部142a以外的看不到的部分用虚线显示。凸轮部141具有与4个档位对应的4个凸轮槽141a。致动器142被螺旋弹簧143(参照图3)向转动中心轴ax方向施力，由此被推抵在凸轮部141上。致动器142通过沿着凸轮部141滑动，能够一边使螺旋弹簧143伸缩一边相对于转动中心轴ax方向进退。由此，凸轮部件140通过每当换档杆120的基部121转动规定的角度(档位的切换所需要的角度)就对于基部121的转动动作赋予卡止感并将致动器142的前端部142a用凸轮槽141a保持，从而将换档杆120的基部121以与多个档位分别对应的转动角度保持。另外，在本实施方式中，“将换档杆在规定的档位保持的档位保持机构”由凸轮部141、致动器142和螺旋弹簧143实现。
44.图4是有关一实施方式的换档装置100的一部分放大剖视图。另外，在图4中，为了容易理解外壳110的圆筒部112、换档杆120的基部121、凸轮部件140的凸轮部141、致动器142和在图5以后说明的弹性部件150的位置关系，出于方便，省略了卡止感赋予机构130的一部分的图示。
45.如图4所示，在外壳110的圆筒部112内，换档杆120的大致圆筒状的基部121配置为能够以转动中心轴ax为转动中心转动。此外，在外壳110的圆筒部112内，设置有与换档杆120的基部121一体地转动的凸轮部件140。
46.如图4所示，换档装置100其致动器142和弹性部件150在中间夹着转动中心轴ax而设置在相互对置的位置。
47.设置在比转动中心轴ax靠后侧(x轴负侧)的致动器142通过来自螺旋弹簧143的施力，在其前端部142a将形成在凸轮部件140的外周面上的凸轮部141朝向转动中心轴ax施力。
48.另外，如图4所示，凸轮部141在y轴方向上具有一定的长度，与此对应，换档装置100在y轴方向上排列设置有两组致动器142。即，凸轮部141在y轴方向上的两点通过从两组致动器142施加的均等的施力而向转动中心轴ax方向施力。
49.另一方面，设置在比转动中心轴ax靠前侧(x轴正侧)的弹性部件150通过其向转动中心轴ax方向突出的抵接面150a，与换档杆120的基部121的外周面121a抵接而弹性变形。由此，弹性部件150在与外周面121a之间产生摩擦力。对于换档杆120的转动动作适度地施加负荷。
50.(弹性部件150)
51.这里，再参照图5，对换档装置100具备的弹性部件150详细地进行说明。图5是图3所示的换档装置100的一部分放大图。如图1～图5所示，在外壳110的圆筒部112上，形成有从y轴负侧的边缘部朝向y轴正方向具有一定的周向的长度和深度而被切口的缺口部112a。如图1所示，换档杆120的杆部122被可转动地配置在缺口部112a中。此外，如图1～图5所示，在缺口部112a的里侧底部(y轴正侧的部分)上设置有弹性部件150。
52.弹性部件150使用橡胶、硅等的弹性材料形成。弹性部件150具有沿着圆筒部112的内周面112b弯曲、并且具有与换档杆120的基部121的外周面121a对置的抵接面150a的抵接部152。如图4所示，抵接部152在被圆筒部112保持的状态下与换档杆120的基部121的外周面121a抵接而弹性变形，在与外周面121a之间产生摩擦力。由此，弹性部件150能够对于换档杆120的转动动作适度地施加负荷。
53.结果，有关一实施方式的换档装置100能够使得当被进行了由驾驶者进行的换档操作时换档杆120不会势头很猛地转动。因此，有关一实施方式的换档装置100能够抑制换档杆120越过驾驶者想要的档位而进入到下个档位(即，致动器142的前端部142a进入到与下个档位对应的凸轮槽141a)。
54.另外，弹性部件150的抵接面150a比圆筒部112的内周面112b稍稍向转动中心轴ax侧突出。即，弹性部件150的抵接面150a与圆筒部112的内周面112b相比，距转动中心轴ax的半径稍稍变小。例如，抵接部152向转动中心轴ax方向的突出量例如是0.05～0.10mm左右。但是，并不限于此，只要根据圆筒部112的内周面112b与换档杆120的基部121的外周面121a的间隙量来设定适当的突出量即可。由此，有关一实施方式的换档装置100能够使换档杆
120的基部121的外周面121a，与抵接到圆筒部112的内周面112b上相比，更先抵接到弹性部件150的抵接面150a上。因此，有关一实施方式的换档装置100能够对于换档杆120的转动动作更可靠地施加负荷。
55.进而，有关一实施方式的换档装置100当弹性部件150的抵接部152被换档杆120的基部121的外周面121a稍稍压扁时，能够使该外周面121a抵接在圆筒部112的内周面112b上。例如，在抵接部152向转动中心轴ax方向的突出量是0.10mm的情况下，当抵接部152被压扁了0.10mm时，能够使换档杆120的基部121的外周面121a抵接在由比弹性部件150硬质的材料(例如pbt)形成的圆筒部112的内周面112b上。由此，能够使得抵接部152不被压扁0.10mm以上。即，有关一实施方式的换档装置100能够使圆筒部112的内周面112b作为“限制弹性部件的弹性变形的限制面”发挥功能，因而，能够抑制弹性部件150的抵接面150a被过度地压扁。结果，有关一实施方式的换档装置100能够抑制弹性部件150的损伤或劣化。另外，圆筒部112也可以还在半径方向上与内周面112b不同的位置处具有其他的限制面。
56.此外，如在图4中详细表示那样，有关一实施方式的换档装置100在中间夹着转动中心轴ax而与致动器142(“施力机构”的一例)对置的位置处，设置有弹性部件150。因此，有关一实施方式的换档装置100能够通过从致动器142向转动中心轴ax方向的施力，相应于在换档杆120的基部121产生的径向的晃动量，使换档杆120的基部121靠向弹性部件150侧，即，能够将换档杆120的基部121的外周面121a可靠地推抵在弹性部件150的抵接面150a上，在此情况下，通过外周面121a抵接在作为限制面的圆筒部112的内周面112b上，也能够限制外周面121a对弹性部件150的推入量。因而，有关一实施方式的换档装置100能够成为换档杆120的基部121的外周面121a通过来自致动器142的施力而总是以一定的推压力从一定的方向对于弹性部件150的抵接面150a推抵的状态，与单单接触的情况相比，能够抑制换档杆120的转动负荷的变动。
57.(弹性部件150的具体的结构)
58.图6是有关一实施方式的换档装置100具备的弹性部件150的从表侧(被安装在外壳110上时的y轴负侧)观察的外观立体图。图7是有关一实施方式的换档装置100具备的弹性部件150的从背侧(被安装在外壳110上时的y轴正侧)观察的外观立体图。
59.如图6及图7所示，弹性部件150具有保持部151及抵接部152。保持部151是沿着圆筒部112的外周面112c(参照图8)弯曲的具有一定的厚度的弯曲板状的部分。
60.抵接部152是设置在从保持部151的内周面向内侧(转动中心轴ax侧)突出的位置的具有一定的厚度的弯曲板状的部分。抵接部152在保持部151的周向上具有一定的长度。例如，在本实施方式中，将抵接部152的周方向的长度设为相当于换档杆120的基部121的45
°
的长度。另外，抵接部152的周向的长度比保持部151的周向的长度短。即，保持部151为从抵接部152的周向上的两端部分别再在周向上延伸了规定的长度的部分。由此，与将弹性部件150做成环状而遍及整周设置的情况相比能够使弹性部件150小型化。
61.抵接部152的内周面如到此为止已经说明那样，是与换档杆120的基部121的外周面121a抵接的弹性部件150的抵接面150a。将抵接部152的厚度适当设定为比圆筒部112的内周面112b稍稍向转动中心轴ax侧突出、能够使其抵接面150a与换档杆120的基部121的外周面121a抵接的尺寸。
62.此外，如图6所示，弹性部件150在保持部151与抵接部152之间具有背侧开口的槽
部153。槽部153沿着设置在外壳110的周壁部上的肋板112d(参照图4及图8)弯曲。当弹性部件150被安装到外壳110上时，肋板112d被插入而嵌合保持在槽部153中。
63.(弹性部件150的安装部的结构)
64.图8是将有关一实施方式的换档装置100中的弹性部件150的安装部放大表示的立体图。
65.如图8所示，在外壳110的圆筒部112上，形成有从左侧(y轴负侧)的边缘部朝向右方(y轴正方向)具有一定的周向的长度和深度(y轴方向的距离)而被切口的缺口部112a。缺口部112a使得换档杆120的杆部122能够比圆筒部112向外侧突出，并且形成杆部122转动的区域。由此，缺口部112a的周方向的长度至少比杆部122的可转动的周向的长度长。此外，缺口部112a的深度至少比杆部122大。
66.此外，在圆筒部112的缺口部112a的里侧底部(y轴正侧的部分)，形成有向缺口部112a侧(y轴负侧)突出、并且沿着圆筒部112的周壁部具有一定的长度而弯曲的肋板112d。
67.此外，外壳110在圆筒部112的外侧具有沿着圆筒部112弯曲的外壁部113。进而，外壳110在缺口部112a与外壁部113之间形成有具有一定的宽度而弯曲的间隙部114。
68.如图8所示，将弹性部件150通过从左侧(y轴负侧)对于圆筒部112的缺口部112a的里侧底部插入而安装。此时，如图4所示，通过将弹性部件150的保持部151嵌入到与该保持部151大致同形状的间隙部114中，将弹性部件150相对于规定的位置正确地定位及固定。此外，通过对于弹性部件150的槽部153(参照图7)插入并嵌合与该槽部153大致同形状的肋板112d，也将弹性部件150相对于规定的位置正确地定位及固定。
69.另外，肋板112d通过被插入到弹性部件150的槽部153中而作为弹性部件150的芯材发挥功能，能够承受弹性部件150的弹性变形时的反作用力。
70.此外，弹性部件150的保持部151与抵接部152相比周向的长度变长，通过抵接在圆筒部112的外周面112c上，能够限制弹性部件150在转动方向及转动中心轴ax方向上移动。即，保持部151能够适量地维持抵接部152的转动方向的位置及向转动中心轴ax方向的突出量。
71.以上，详细叙述了本发明的一实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内能够进行各种变形或变更。
72.例如，弹性部件150也可以不是设置在外壳110侧，而是设置在换档杆120侧。即，弹性部件150也可以设置在换档杆120的基部121的外周面121a上，其抵接面150a设置为与外壳110的圆筒部112的内周面112b抵接。
73.例如，换档杆120和凸轮部件140也可以不是分体，而是一体地成形。即，在本实施方式中，从零件制造的容易性的观点等设为分体的各零件也可以适当一体地成形。
74.本国际申请基于在2020年4月15日提出申请的日本专利申请第2020－072960号主张优先权，在本国际申请中引用该申请的全部内容。
75.标号说明
76.100 换档装置
77.110 壳体
78.112 圆筒部
79.112a 缺口部
80.112b 内周面
81.112c 外周面
82.112d 肋板
83.113 外壁部
84.114 间隙部
85.120 换档杆
86.121 基部
87.121a 外周面
88.122 杆部
89.130 卡止感赋予机构
90.140 凸轮部件
91.141 凸轮部
92.141a 凸轮槽
93.142 致动器(施力机构)
94.142a 前端部
95.143 螺旋弹簧
96.150 弹性部件
97.150a 抵接面
98.151 保持部
99.152 抵接部
100.153 槽部
101.ax 转动中心轴