專利名稱：用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置和換檔桿裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，該裝置檢測繞著其軸向方向為彼此相交的兩個方向的軸線轉動的旋轉體的轉動，并且涉及用于操縱安裝在車輛中的變速箱的換檔桿裝置。
背景技術：
在車輛的自動變速箱中提前設定多個檔范圍。在該車輛中設有用于選擇和操作這多個檔范圍的操作裝置。所謂的換檔桿裝置通常用作這種操作裝置。存在一種所謂“直線型”換檔桿裝置，其中換檔桿只繞著其軸向方向例如是車輛的大致橫向(左右)方向的軸線轉動。另外，存在一種所謂的“門型(gate type)”換檔桿裝置，其中例如除了繞著其軸向方向為車輛的大致橫向方向的軸線轉動之外，該換檔桿還可以繞著其軸向方向為車輛的大致縱向(前后)方向的軸線轉動，以便如在平面圖中所看到的一樣以之字形形式操作換檔桿。
門型換檔桿裝置具有一外殼。諸如控制軸等構成該換檔桿的構件可轉動地支撐在該外殼的一對側壁處，該對側壁在車輛的大致橫向方向上彼此相對。與諸如控制軸等的構件不同，該換檔桿具有帶有一托架的桿主體。該桿主體的托架安裝在例如控制軸等的構件上，從而能夠繞著其軸向方向為車輛的大致縱向方向的軸線轉動。
桿主體的遠端側(即，與托架相對的側面)朝向外殼的上方等伸出。當試圖使桿主體繞著其軸向方向為車輛的大致橫向方向的軸線轉動時，托架與諸如控制軸等的構件干涉，并且使諸如控制軸等的構件轉動。這樣，桿主體繞著其軸向方向為車輛的大致橫向方向的軸線轉動。
當試圖使桿主體繞著其軸向方向為車輛的大致縱向方向的軸線轉動時，該托架相對于諸如控制軸等的構件繞著其軸向方向為車輛的大致縱向方向的軸線轉動。這樣，該桿主體繞著其軸向方向為車輛的大致縱向方向的軸線轉動。
當換檔桿這樣轉動，即繞著其軸向方向為車輛的大致橫向方向和車輛的大致縱向方向的這兩個方向的軸線轉動時，由磁性傳感器或微動開關等構成的位置檢測裝置檢測出換檔桿的轉動位置。安裝在車輛中的自動變速箱根據(jù)這些檢測結果進行操作。
諸如上述用來檢測換檔桿的轉動位置的位置檢測裝置必須能夠檢測其中軸向方向為車輛的大致橫向方向的換檔桿的轉動以及其中軸向方向為車輛的大致縱向方向的換檔桿的轉動。因此，用于檢測構件(諸如控制軸等)的轉動的位置檢測裝置通常安裝在該外殼的在車輛大致橫向方向上彼此相對的那對側壁中的一個側壁上，并且用于檢測包括托架在內(nèi)的桿主體的轉動的位置檢測裝置安裝在該外殼的在車輛大致縱向方向上彼此相對的那對側壁的一個側壁上。
但是，這樣的缺點在于，從多個方向裝配該位置檢測裝置需要許多步驟，并且成本較高。
因此，在日本專利申請公開特開昭(JP-A)No.54-67684中所披露的換檔桿裝置中，在換檔桿的縱向方向的中間部分處形成有球形軸支撐部分(樞軸)，在該換檔桿的遠端部分安裝有抓持部分。該球形軸支撐部分由樞軸承支撐。在球形軸支撐部分的、與抓持部分所處側面相對的側面安裝有一滑動件。該滑動件根據(jù)換檔桿的轉動操作縱向和橫向滑動。設在滑動件處的滑動接觸件與固定板的固定接觸件適當?shù)亟佑|，該固定板設在滑動件的、與換檔桿所處側面相對的側面處。
根據(jù)在JP-A No.54-67684中所披露的上述結構，將所述位置檢測裝置所處位置的固定板設置成只位于換檔桿下方即可。這克服了必須從不同方向安裝位置檢測裝置的缺點。
但是，在JP-A No.54-67684中所披露的結構的主要缺陷在于，它只能適用于其中換檔桿由樞軸承支撐的結構。即，在這樣的結構中，其中諸如控制軸等的構件繞著其軸向方向為車輛大致橫向方向的軸線轉動并且桿主體的托架相對于諸如控制軸等的構件安裝成能夠繞著其軸向方向為車輛大致縱向方向的軸線轉動，即使在分開桿從控制軸向下延伸等的情況下，該桿也將只繞著其軸向方向為車輛大致橫向方向的軸線轉動。
同樣，即使在分開桿從桿主體的托架延伸出的情況下，該桿也將只繞著其軸向方向為車輛大致縱向方向的軸線轉動。
因此，在JP-A No.54-67684中所披露的技術不能用在這種結構中。
而且，在JP-A No.54-67684中所披露的技術中，換檔桿必須一直延伸至與設有抓持部分的側面相對的側面，并且球形軸支撐部分位于它們之間。因此，難以使得該換檔桿裝置沿著換檔桿的縱向方向緊湊。而且，因為滑動件等設在換檔桿裝置的外殼內(nèi)，所以存在這樣的缺點，當在裝配滑動件時，外殼與之發(fā)生干涉并且難以進行操作。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，該裝置能夠檢測繞著其軸向方向為彼此相交的兩個方向的軸線轉動的旋轉構件的轉動，并且能夠很容易地裝配成各種類型的裝置，而且本發(fā)明提供了一種換檔桿裝置，它能夠檢測出繞著其軸向方向為彼此垂直的兩個方向的軸線轉動的換檔桿的轉動，并且其中用來檢測換檔桿的轉動的結構裝配容易并且整體緊湊。
本發(fā)明的第一方面為一種用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，該裝置檢測繞著預定的第一軸線方向轉動并且繞著與第一軸線方向相交的預定第二軸線方向轉動的旋轉構件的轉動，該裝置包括第一檢測裝置，它具有繞著第一軸線方向與旋轉構件一起轉動或與旋轉構件繞著第一軸線方向的轉動聯(lián)鎖地轉動的第一旋轉體，并且還具有第一檢測部分，該第一檢測部分沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一側并且以電磁或機械的方式檢測第一旋轉體的轉動；以及第二檢測裝置，它沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一側，用于在旋轉構件沿著繞第二軸線的方向轉動時以電磁或機械的方式檢測旋轉構件的靠近和離開。
根據(jù)與該方面相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，當旋轉構件沿著繞第一軸線的方向轉動時，第一檢測裝置的第一旋轉體與該旋轉構件一起轉動。通過第一檢測裝置的第一檢測部分來以電磁或機械的方式檢測出該第一旋轉體的轉動，該第一檢測部分沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一個側面處。這樣，檢測出旋轉構件沿著繞第一軸線的方向的轉動。
另一方面，當旋轉構件繞著與第一軸線方向相交的第二軸線方向轉動時，通過第二檢測裝置的第二檢測部分以電磁或機械的方式檢測出旋轉構件繞著第二軸線方向的轉動，該第二檢測裝置的第二檢測部分沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一個側面處。
這樣，在與該方面相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置中，可以檢測出該旋轉構件繞著第一軸線方向和繞著第二軸線方向的轉動。
這里，在與該方面相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置中，第一檢測裝置的第一檢測部分和第二檢測裝置都沿著第一軸線方向設置在旋轉構件的一個(相同)側面處。因此，第一檢測裝置的第一檢測部分和第二檢測裝置可以一體地做成為單個單元，并且能夠很容易相對于各種構成為包括該旋轉構件的裝置來安裝(組裝)用于檢測沿著兩個方向的轉動的該裝置。
在第一檢測裝置處，第一檢測部分在沿著第一軸線方向的該旋轉構件的一個側面處檢測出第一旋轉體的轉動，該第一旋轉體的轉動與該旋轉構件繞著第一軸線方向的轉動成一體或互鎖。第二檢測裝置在旋轉構件的沿著第一軸線方向的一個側面處檢測該旋轉構件的轉動。也就是說，與本發(fā)明相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置不是這樣的結構(例如在上述JP-A No.54-67684中所披露的結構)，該結構沿著位于它們之間的第一軸線方向和第二軸線方向，相對于旋轉構件的旋轉軸向中心，在與旋轉構件相對的側面處檢測旋轉構件的轉動。
因此，與在與該旋轉構件相對的側面處檢測出旋轉構件相對于旋轉構件的旋轉軸向中心的轉動的結構相比，與旋轉構件一起轉動的構件不必延伸至與旋轉構件相對的旋轉軸向中心的側面，并且整個裝置可以做得緊湊。
在本發(fā)明的第二方面中，上述第一方面的第二檢測裝置具有一運動體，它隨著旋轉構件沿著圍繞第二軸線的方向朝著至少一個側面轉動而沿著第一軸線方向運動；以及一第二檢測部分，用來直接或間接地檢測出運動體沿著第一軸線方向的運動。
根據(jù)與本方面相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，當旋轉構件沿著圍繞著第二軸線的方向朝著至少一個側面轉動時，該運動體隨著旋轉構件的轉動而沿著第一軸線方向運動。當運動體這樣沿著第一軸線方向運動時，通過構成第二檢測裝置的第二檢測部分直接或間接地檢測出該運動體的運動。由此檢測出旋轉構件繞著第二軸線方向的轉動。
在本發(fā)明的第三方面中，上述第二方面的第二檢測裝置具有第二旋轉體，它與運動體的運動聯(lián)鎖地沿著繞一軸線的方向轉動，該軸線與第一軸線方向平行，并且該第二檢測部分檢測出第二旋轉體的轉動。
根據(jù)與該方面相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，當旋轉構件沿著繞第二軸線的方向朝著至少一個側面轉動時，運動體隨著旋轉構件的轉動而沿著第一軸線方向運動。當運動體沿著第一軸線方向運動時，第二旋轉體繞著與第一軸線方向平行的軸線轉動。由于第二檢測部分檢測出第二旋轉體的轉動，所以檢測出旋轉構件繞著第二軸線方向的轉動。
這里，第一檢測裝置的第一旋轉體和第二檢測裝置的第二旋轉體兩者都繞著其軸向方向為相同方向(第一軸線方向和與該第一軸線方向平行的方向)的軸線轉動。也就是說，第一檢測部分和第二檢測部分兩者都是用來檢測轉動的結構。因此，第一檢測部分和第二檢測部分可以做成為具有相同的結構，因此能夠有效地降低第一檢測部分和第二檢測部分的制造成本。
在本發(fā)明的第四方面中，換檔桿裝置包括一換檔桿，它具有支撐為能夠繞著預定第一軸線方向轉動的第一桿和支撐在第一桿處從而能夠繞著與第一軸線方向相交的第二軸線方向轉動的第二桿；第一檢測裝置，它具有1)第一旋轉體，其在第一桿的旋轉軸沿著第一軸線方向的側面處直接或間接地連接在旋轉軸上并且與第一桿一起轉動，以及2)第一檢測部分，用于以電磁或機械的方式檢測第一旋轉體的轉動；以及第二檢測裝置，它設在第二桿的一側面處，在該側面處相對于換檔桿沿著第一軸線方向設有第一檢測裝置，該第二檢測裝置包括用于以電磁或機械的方式檢測第二桿隨著第二桿繞著第二軸線方向的轉動而沿著第一軸線方向的位移的第二檢測部分，其中換檔桿裝置根據(jù)第一檢測裝置和第二檢測裝置的檢測結果來控制安裝在車輛中的變速箱。
根據(jù)與該方面相關的換檔桿裝置，構成換檔桿的第一桿被直接或間接地支撐為能夠沿著繞第一軸線的方向轉動。第一檢測裝置的第一旋轉體在第一桿的旋轉軸沿著第一軸線方向的側面處直接或間接地連接到第一桿的旋轉軸上。隨著第一桿轉動，第一旋轉體與該第一桿一起轉動。
通過第一檢測裝置的第一檢測部分以電磁或機械的方式檢測出第一桿的轉動。由此檢測出換檔桿沿著繞第一軸線的方向的轉動。
另一方面，第二桿與第一桿連接，并且第二桿可以相對于第一桿繞著與第一軸線方向相交的第二軸線方向轉動。當?shù)诙U繞著第二軸線方向轉動時，通過第二檢測裝置的第二檢測部分以電磁或機械的方式檢測出第二桿的轉動。這樣，檢測出換檔桿沿著繞第二軸線的方向的轉動。
在與該方面相關的換檔桿裝置中，在換檔桿如上所述繞著第一軸線方向和繞著第二軸向方向轉動時，根據(jù)第一檢測部分和第二檢測部分的檢測結果來操作安裝在車輛中的變速箱。例如，將變速箱改變至一換檔范圍或檔位，該換檔范圍或檔位與換檔桿繞著第一軸線方向和繞著第二軸線方向的轉動位置相對應。
這里，在與該方面相關的換檔桿裝置中，第二檢測裝置設在一側面處，第一檢測裝置相對于換檔桿沿著第一軸線方向設置在該側面處。因此，第一檢測裝置和第二檢測裝置可以一體地做成為單個組件，并且可以很容易進行其裝配工作等。
另外，第二檢測裝置在第二桿繞著第二軸線方向轉動時檢測出第二桿沿著第一軸線方向的轉動。因此，第二檢測裝置不必與第二桿的旋轉軸機械連接，且因此不需要連接構件等，因此可以使該裝置整體緊湊。
在本發(fā)明的第五方面中，基于上述第四方面的換檔桿裝置還包括一外殼，它具有設置成彼此相對的一對側壁，在這對側壁之間設有換檔桿并且可轉動地支撐著第一桿，其中在這對側壁的一個側壁的外側處，第一檢測裝置和第二檢測裝置安裝在這對側壁的這個側壁上。
根據(jù)與本方面相關的換檔桿裝置，換檔桿設置在構成所述外殼的那對側壁之間，并且第一桿樞軸支撐在該對側壁處。
另一方面，在與該方面相關的換檔桿裝置中，第一檢測裝置和第二檢測裝置設在那對側壁的一個側壁的外側處(即，設在那對側壁的一個側壁的側面處，該側面與另一個側壁相對)。第一檢測裝置和第二檢測裝置安裝在那對側壁的一個側壁上。因此，第一檢測裝置和第二檢測裝置可以一體地做成為單個組件。另外，與通過在外殼內(nèi)側處設置傳感器等來檢測換檔桿的轉動的結構相比，容易實現(xiàn)第一檢測裝置和第二檢測裝置的組裝和拆卸，且導線等的布線也可以很容易。
在本發(fā)明的第六方面中，上述第四或第五方面的第二檢測裝置具有一運動體，其經(jīng)過那對側壁中的一個側壁并且設置成可以沿著與第一軸線方向平行的方向滑動，而且隨著該運動體在外殼內(nèi)的端部受到第二桿直接或間接的擠壓(該第二桿沿著靠近那對側壁的那個側壁的方向繞著第二軸線方向轉動)，運動體朝著那對側壁的那個側壁的外側滑動；以及第二旋轉體，它設置成與運動體的另一端部相對，并且由于運動體的另一端部沿著與第一軸線方向平行的方向的推壓力，該第二旋轉體繞著其軸向方向為與第一軸線方向平行的方向的軸線轉動。第一旋轉體和第二旋轉體均構成為具有一永磁體，在該處磁極方向設定為與第一軸線方向垂直的方向。第一檢測部分和第二檢測部分均為磁性檢測裝置，用于檢測由永磁體轉動而產(chǎn)生出的該永磁體的磁場變化。
在與該方面相關的換檔桿裝置中，當?shù)谝粭U繞著第一軸線方向轉動并且第一旋轉體轉動時，構成第一旋轉體的永磁體的磁極方向改變。當磁極方向這樣隨著永磁體的轉動而變化時，在永磁體所形成的磁場中出現(xiàn)變化。通過構成第一檢測部分的磁性檢測裝置來檢測出在該磁場中的這個變化。
另一方面，當?shù)诙U繞著第二軸線方向轉動并且第二桿靠近構成外殼的那對側壁中的一個側壁時，經(jīng)過這個側壁的運動體的端部受到第二桿直接或間接的推動并且滑動。當運動體受到來自第二桿的推力并且滑動時，該運動體的另一端部推動著第二旋轉體。
當?shù)诙D體接收來自運動體的推力時，第二旋轉體繞著其軸向方向為與第一軸線方向平行(與之相同的方向)的方向的軸線轉動。當?shù)诙D體這樣轉動時，構成第二旋轉體的永磁體的磁極方向改變。當磁極方向這樣隨著永磁體的轉動而改變時，在由該永磁體形成的磁場中出現(xiàn)變化。通過構成第二檢測部分的磁性檢測裝置檢測出磁場的這個變化。
這里，本發(fā)明的換檔桿裝置由磁性檢測裝置構成，其中第一檢測部分和第二檢測部分具有基本上相同的操作。這樣，通過使第一檢測部分和第二檢測部分采用具有基本相同規(guī)格的部件，可以減少部件類型數(shù)量，并且可以降低成本。
如上所述，與本發(fā)明相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置可以檢測出旋轉構件的轉動，該旋轉構件繞著其軸向方向為彼此相交的兩個方向的軸線轉動，并且該裝置能夠很容易地裝配到各種裝置中。
另外，在與本發(fā)明相關的換檔桿裝置中，可以檢測出繞著其軸向方向為相互垂直的兩個方向的軸線轉動的換檔桿的轉動，并且用來檢測換檔桿的轉動的結構的裝配容易，并且可以使換檔桿裝置整體上緊湊。
圖1為與本發(fā)明第一實施方案相關的換檔桿裝置的主要部分(與本發(fā)明第一實施方案相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置)的分解立體圖；圖2為一分解立體圖，顯示出與本發(fā)明該實施方案相關的換檔桿裝置的整體結構；圖3為一立體圖，顯示出運動體和第二旋轉體的結構；圖4為外殼的平面圖，顯示出換檔桿的檔位；圖5為一剖視圖，顯示出換檔桿和運動體之間的關系；圖6為一方框圖，概括地顯示出在自動變速箱以及第一和第二檢測部分之間的關系；圖7為與本發(fā)明第二實施方案相關的換檔桿裝置的主要部分(與本發(fā)明第二實施方案相關的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置)的分解立體圖。
具體實施例方式
<第一實施方案的結構>
在圖2的分解立體圖中顯示出與本發(fā)明第一實施方案相關的換檔桿裝置10的結構。如圖2所示，該換檔桿裝置10具有構成外殼12的下殼體14。該下殼體14例如設置在駕駛員座椅和前排乘客座椅之間的車輛前側的預定位置處。該預定位置例如為位于控制臺盒的前側下面、在儀表板的背面?zhèn)忍幍取?br>
該下殼體14形成為具有大致矩形橫截面構造的管狀，并且包括基本上沿著車輛橫向方向彼此相對的一對側壁16、17以及基本上沿著車輛縱向方向彼此相對的一對側壁18、19。圖2中的下殼體14的上側開口端由上殼體20封閉。上殼體20的頂面暴露于車輛乘客室的內(nèi)部。通過用上殼體20封閉下殼體14的開口端，從而將位于下殼體14內(nèi)部的各個構件隱藏，并且禁止或阻止了外來物質等進入到其中。
構成換檔桿22的桿主體24設在下殼體14的內(nèi)側處。桿主體24具有用作第一桿的保持件26。該保持件26在前視圖中形成為其底端為頂點的倒三角形狀。沿著其中側壁16、17彼此相對的方向穿過的大致為管狀的管部分28形成在保持件26的頂端部分處。
軸30(參見圖5)在從管部分28中穿過的狀態(tài)中與管部分28基本上連接成一體，該軸30的軸向方向沿著其中側壁16、17彼此相對的方向。軸30的兩個軸向方向端側穿過側壁16、17并且由側壁16、17支撐。由此保持件26和軸30被支撐為能夠繞著軸30的軸向中心轉動。
桿主體24具有一本體36作為第二桿。該本體36具有塊狀基部38。一對腿板40(第二桿)從基部38的底端部分延伸出。兩個腿板40的厚度方向沿著其中側壁18、19彼此相對的方向，并且這些腿板40形成為沿著其中側壁18、19彼此相對的方向而彼此相對。
在這些腿板40之間的間隔稍大于上述保持件26的厚度，并且保持件26設置在這些腿板40之間。沿著腿板40的厚度方向穿過的通孔42形成在這些腿板40的下端部分中。通孔44與通孔42相對應地形成在保持件26的下端部分中。其軸向方向沿著其中側壁18、19彼此相對的方向延伸的軸46穿過這些通孔42、44。本體36被支撐為能夠相對于保持件26繞著軸46轉動。
在本體36的基部38的頂面中形成具有底部的圓孔78。成桿狀并且構成換檔桿22的桿構件80的近端部分插入并且一體固定在該圓孔78中。在桿構件80的縱向方向中間部分處，桿構件80穿過形成在上殼體20中的大致為“反h”形檔位孔82，并且延伸至上殼體20的外側。把手90安裝在延伸至上殼體20的外側的桿構件80上。
另一方面，成管狀的銷容納部分120在桿構件80的側面處形成在本體36的基部38中。在圖2中，該銷容納部分120的上端部分開口。壓縮盤簧(未示出)和銷124容納在銷容納部分120中。其中形成有返回槽的門構件(未示出)與銷124對應地設置在上殼體20的背面且位于下殼體14的內(nèi)側。
該返回槽為形成在頂板的背面處的有底凹槽。在平面圖(如背面視圖)中，該返回槽按照與檔位孔82相同的方式形成為大致“反h”形狀。在其中銷124從上方擠壓該壓縮盤簧的狀態(tài)中，銷124的頂端設置在返回槽中，并且在壓縮盤簧的推壓力作用下與返回槽的頂側板壓力接觸。而且，返回槽的頂側板適當?shù)貎A斜。在其中桿主體24位于圖4所示的檔位孔82中的返回位置S處的狀態(tài)中，其位置與返回位置相同的返回槽的位置為返回槽最深的地方。在其中銷124位于返回位置S之外的位置處的狀態(tài)中，壓縮盤簧的推力試圖使銷124返回到返回位置S。
另一方面，如圖2所示，用作用來檢測沿著兩個方向的轉動的裝置的傳感器單元130設置在側壁16的側面處，該側面與側壁17所處的側面相對。如圖1所示，傳感器單元130具有一基座132。該基座132具有朝著與側壁16相對的側面開口的薄主體134。在主體134的板部分的背面?zhèn)刃纬捎谢旧蠟閳A柱形管狀的支架136。
用作第一旋轉體的旋轉板138與支架136基本上共軸地容納在支架136內(nèi)。彈簧140在基座132的板部分和旋轉板138之間容納在支架136內(nèi)。該彈簧140的一端與形成在支架136的內(nèi)周部分處的突起142接合。該彈簧140的另一端與從旋轉板138伸出的突起144接合。當旋轉板138在支架136內(nèi)繞著其自身中心轉動時，彈簧140的另一端相對于所述一端轉動。由此產(chǎn)生使旋轉板138返回到其原始轉動位置的推動力。
在旋轉板138的一側面處設有一圓盤形蓋子146，該側面與彈簧140所處的側面相對。接合件148形成為從蓋子146的外周部分伸出。由于形成在支架136的外周部分處的接合爪150與接合件148接合，所以該蓋子146封閉了支架136的開口端側并且防止了旋轉板138脫出。而且，環(huán)形彈簧152設置在蓋子146和旋轉板138之間。旋轉板138沿著其軸向方向的位移受到環(huán)形彈簧152的推動力限制。
鍵154形成為從旋轉板138的蓋子146側端面的中心伸出。該鍵154穿過形成在蓋子146中的通孔156并且裝配在鍵槽158中，該鍵槽形成在軸30的側壁16側端面處。在其中鍵154裝配在鍵槽158中的狀態(tài)中，旋轉板138與軸30共軸連接，并且當軸30繞著其自身軸向中心轉動時，旋轉板138與軸30一起轉動。
另一方面，在構成基座132的主體134的板部分的背面?zhèn)忍幮纬捎幸换旧蠟閳A柱形的管狀支架160。
在其中基座132安裝在側壁16上的狀態(tài)中，該支架160形成在支架136上方。該支架160形成為沿著與支架136的開口方向相同的方向開口的圓柱形管狀。用作第二旋轉體并且構成第二檢測裝置的旋轉板162與支架160大致共軸地容納在支架160內(nèi)。
彈簧140在基座132的板部分和旋轉板162之間容納在支架160內(nèi)。該彈簧140的一端與形成在支架160的內(nèi)周部分處的突起142接合。該彈簧140的另一端與從旋轉板162伸出的突起144接合。當旋轉板162在支架160內(nèi)繞著其自身中心轉動時，該彈簧140的另一端相對于所述一端轉動。由此產(chǎn)生使旋轉板162返回到其原始轉動位置的推動力。
在旋轉板162的一側面處設有用作運動體并且構成第二檢測裝置的柱塞164，該側面與彈簧140所處側面相對。該柱塞164具有一主體166。該主體166為其軸向方向與軸30相同的實心圓柱形構件。在主體166沿著軸向方向的基座132側端部處形成有凸輪部分168。
如圖3所示，凸輪部分168形成為具有底部并且朝著基座132開口的圓柱形管狀。凸輪部分168的外徑遠大于主體166的外徑，并且該凸輪部分168與主體166共軸地形成為一體。
另外，如圖3所示，凸輪部分168的內(nèi)板表面形成為繞著凸輪部分168的軸向中心的螺紋形狀，并且沿著圍繞凸輪部分168軸線的方向單向逐漸變深。在旋轉板162的凸輪部分168側表面的大致中心處，與凸輪部分168對應地形成有一橢圓軸部分170。銷172形成為在相對于旋轉板162的中心偏心的狀態(tài)中從軸部170的端面伸出。
軸部170形成為能夠與凸輪部分168的內(nèi)側裝配在一起并且繞著凸輪部分168的軸向中心轉動。在其中軸部170在凸輪部分168的內(nèi)側處裝配在其中的狀態(tài)中，銷172的遠端鄰接著凸輪部分168的內(nèi)板表面。
如圖1所示，復位彈簧174設置在凸輪部分168和旋轉板162之間。如上所述，軸部170可以與凸輪部分168的內(nèi)側裝配在一起。復位彈簧174沿著使凸輪部分168運動離開軸部170(即遠離旋轉板162)的方向推動柱塞164。
在與彈簧140所處的側面相對的旋轉板162的側面處設有一蓋子176。該蓋子176具有一大直徑部分178，它形成為具有板的圓柱形管狀并且朝著基座132開口。接合件148形成為從大直徑部分178的旋轉板162側端面沿著徑向方向向外伸出。由于形成在支架160的外周部分處的接合爪150與接合件148接合，所以該蓋子176封閉了支架160的開口端側，并且防止了旋轉板162脫出。
形成為圓柱形管狀的小直徑部分180在大直徑部分178的一端部處與大直徑部分178共軸地形成為一體，該大直徑部分178的一端部處于與旋轉板162所處的側面相對的側面處。位于與大直徑部分178相對的側面處的小直徑部分180的端部是開口的。處于大直徑部分178側處的小直徑部分180的端部在大直徑部分178的板部分處開口。小直徑部分180的內(nèi)徑稍大于柱塞164的主體部分166的外徑，且遠小于凸輪部分168的外徑。
如圖5所示，小直徑部分180穿過形成在側壁16中的通孔156，并且伸入到外殼12中。
如圖1所示，受到上述復位彈簧174推壓的柱塞164的主體166的遠端側(即，與凸輪部分168相對的側面)穿過小直徑部分180并且對著本體36的基部38。
而且，如圖1所示，環(huán)形彈簧152插入在旋轉板162和蓋子176的大直徑部分178之間。該旋轉板162沿著其軸向方向的位移受到環(huán)形彈簧152的推動力限制。
另一方面，如圖1所示，用作永磁體并且構成第一檢測裝置的磁鐵182在對著側壁16的側面處固定在旋轉板138的端面上。該磁鐵182形成為矩形形狀，其縱向方向沿著旋轉板138的徑向方向延伸。磁鐵182相對于旋轉板138中心的一側為N極，并且另一側為S極。
用作永磁體并且構成第二檢測裝置的磁鐵184在對著側壁16的側面處固定在旋轉板162的端面上。按照與磁鐵182相同的方式，該磁鐵184形成為矩形形狀，其縱向方向沿著旋轉板162的徑向方向延伸。磁鐵184相對于旋轉板162中心的一側為N極，并且另一側為S極。
PC板186設置在與支架136、160所處側面相對的基座132的側面處。在該PC板186上形成有印刷電路(未示出)，并且其上適當?shù)匕惭b有電氣元件例如電阻器元件等。
磁性傳感器188與磁鐵182相對地設在PC板186處。該磁性傳感器188由霍耳元件或磁阻元件(包括所謂的巨型磁阻元件)構成，并且檢測由磁鐵182所形成的磁場波動(磁場強度變化或磁場方向變化等)。
而且，磁性傳感器190與磁鐵184相對地設置在PC板186處。按照與磁性傳感器188相同的方式，該磁性傳感器190由霍耳元件或磁阻元件(包括所謂的巨型磁阻元件)構成，并且檢測由磁鐵184所形成的磁場波動(磁場強度變化或磁場方向變化等)。
如圖6的方框圖中所示一樣，磁性傳感器188、190與設在PC板186上的ECU192連接。根據(jù)來自磁性傳感器188、190的輸出信號，ECU192檢測出換檔桿22的轉動位置，并且將這些檢測結果輸出給自動變速箱194的ECU196。該ECU196根據(jù)來自ECU192的輸出(檢測結果)適當?shù)夭僮髟撟詣幼兯傧?94。
在與磁性傳感器188、190所處的側面相對的PC板186的側面處設有一蓋子198。由于形成在基座132的外周部分處的嵌合部200裝配到形成在蓋子198的外周部分處的嵌合件199的孔中，所以該蓋子198保持在基座132處。在其中蓋子198保持在基座132處的狀態(tài)中，容納PC板186的基座132的側面由蓋子198封閉，并且由此防止了PC板186脫出。
<第一實施方案的操作和效果>
下面將對當前實施方案的操作和效果進行說明。
在該換檔桿裝置10中，當從其中桿主體24在圖4中的S位置處穿過檔位孔82的狀態(tài)開始抓住把手90并且將換檔桿22在圖4中朝右(沿著圖4中的箭頭R的方向)推動時，本體36相對于保持件26繞著軸46轉動。桿構件80由此在圖4的N位置處穿過檔位孔82。
當本體36如由圖5中的雙點劃線所示一樣相對于保持件26繞著軸46轉動時，本體36推壓柱塞164的主體166。被本體36推壓的柱塞164克服復位彈簧174的推力沿著與軸30的軸向方向平行的方向(與之相同的方向)在圖5中基本上朝右滑動。當柱塞164這樣滑動時，凸輪部分168的內(nèi)板表面推動形成在旋轉板162的軸部170處的銷172。
因為旋轉板162基本上不能沿著其軸向方向移動，所以受到凸輪部分168推壓的銷172圍繞著凸輪部分168的軸向中心轉動，以便朝著螺旋形成的凸輪部分168的內(nèi)板表面的更深側移動。這樣，該旋轉板162克服彈簧140的推力轉動。
當旋轉板162轉動時，固定在旋轉板162的磁鐵184的磁極方向改變，并且伴隨著該變化，該磁鐵184所形成的磁場波動。通過設在PC板186處的磁性傳感器190來檢測由磁鐵184形成的磁場變化。
接下來，當從該狀態(tài)開始，在圖4中向上推動把手90(沿著在圖4中的箭頭U方向)并且本體36和保持件26繞著軸30的軸向中心轉動直到桿構件80在圖4的位置D處穿過檔位孔82時，軸30隨之轉動。由于軸30轉動，旋轉板138與之基本上成一體地轉動，因此固定在旋轉板138上的磁鐵182的磁極方向改變。伴隨著這個改變，由磁鐵182形成的磁場波動。通過設在PC板186處的磁性傳感器188檢測出由磁鐵182形成的磁場中的波動。
另一方面，在換檔桿22如上所述從S位置轉動到N位置之后，當在將把手90在圖4中向下(圖4中箭頭D的方向)推壓并且本體36和保持件26繞著軸30的軸向中心轉動直到桿構件80在圖4的位置R處穿過檔位孔82時，該軸30隨之轉動。由于軸30轉動，旋轉板138與之基本上成一體地轉動，并且由此固定在旋轉板138上的磁鐵182的磁極方向改變。伴隨著這個變化，由磁鐵182形成的磁場波動。通過設在PC板186處的磁性傳感器188檢測出由磁鐵182形成的磁場波動。
相反，當從其中桿主體24在圖4中的S位置處穿過檔位孔82的狀態(tài)開始，在圖4中向上推壓把手90(沿著圖4中箭頭U的方向)并且本體36和保持件26繞著軸30的軸向中心轉動直到桿構件80在圖4的位置B處穿過檔位孔82時，軸30隨之轉動。由于軸30轉動，旋轉板138與之基本上成一體地轉動，因此固定在旋轉板138上的磁鐵182的磁極方向改變。伴隨著這個改變，由磁鐵182形成的磁場波動。
通過設在PC板186處的磁性傳感器188檢測出由磁鐵182形成的磁場波動。但是，在這種情況下，因為本體36沒有推壓柱塞164，所以旋轉板162沒有轉動，因此由磁鐵184形成的磁場中沒有出現(xiàn)波動。
如上所述，根據(jù)桿主體24在S位置、D位置、R位置和B位置中的哪一個位置處穿過檔位孔82，從磁性傳感器188、190中的至少一個輸出的信號有所不同。根據(jù)信號的差異，在PC板186的ECU192處，確定出該桿構件80(即，換檔桿22)處于S位置、D位置、R位置或是B位置。
ECU192輸出基于桿構件80的位置確定結果的信號。由ECU192輸出的信號，即桿構件80的位置確定結果作為信號輸入給ECU196。
如果基于來自ECU192的信號確定桿構件80的位置為D位置，則ECU196將檔位范圍改變至驅動范圍(D范圍)，并且將車輛設定在其中它能夠向前行駛的狀態(tài)中。如果桿構件80的位置為R位置，則ECU196將檔位范圍改變至倒車范圍(R范圍)，并且將該車輛設定在其中它能夠向后運動的狀態(tài)中。
另外，如果確定桿構件80的位置為B位置，則ECU196將檔位范圍改變至發(fā)動機制動(B范圍)，從而改變至主要采用具有相對較低變速比的齒輪的檔位范圍。當在其中車輛通過使用具有相對較高變速比的齒輪初始行駛的狀態(tài)中，將檔位范圍這樣改變至主要使用低變速比的齒輪的檔位范圍時，出現(xiàn)其中施加了所謂發(fā)動機制動的狀態(tài)。
在應用于當前換檔桿裝置10的傳感器單元130中，在側壁16的外側處設有用來檢測軸30的轉動的旋轉板138、磁鐵182和磁性傳感器188。另外，在側壁16的外側處，按照與旋轉板138等相同的方式，還設有用來檢測本體36繞著軸46的轉動的柱塞164、旋轉板162、磁鐵184和磁性傳感器190。
因此，如在該實施方案中一樣，可以將柱塞164，旋轉板138、162，磁鐵182、184以及磁性傳感器188、190做成為一個單元，并且容易將它裝配到外殼12上。
另外，用于檢測軸30的轉動的結構(即，旋轉板138、磁鐵182和磁性傳感器188)和用于檢測本體36繞著軸46的轉動的結構(即，柱塞164、旋轉板162、磁鐵184和磁性傳感器190)基本上成一個整體單元安裝在側壁16上。因此，在換檔桿22下面，即在保持件26下面沒有設置任何用于檢測換檔桿22的轉動的結構。這樣，下殼體14可以形成為較短，因此可以使該裝置整體上做得更加緊湊。
在該實施方案中，通過凸輪部分168使柱塞164的滑動改變成旋轉板162的轉動，并且通過磁性傳感器190將旋轉板162的轉動檢測為磁鐵184的磁場波動。因此，雖然鍵154和軸部170的結構可以不同，但是在旋轉板138側和旋轉板162側可以采用結構基本相同的彈簧140和環(huán)形彈簧152。另外，對于磁鐵182、184和磁性傳感器188、190，在旋轉板138側和旋轉板162側可以采用相同的結構。因為這樣可增大通用部件的數(shù)量，從而可以降低部件成本。
另外，因為磁性傳感器188和磁性傳感器190可以形成為具有基本上相同的結構，所以對來自磁性傳感器188的信號的處理和來自磁性傳感器190的信號的處理是相同的。因此，可以簡化在ECU192處的信號處理系統(tǒng)，并且因此能夠降低成本。
<第二實施方案>
下面將對本發(fā)明的第二實施方案進行說明。
在當前實施方案的說明中，與上述第一實施方案的那些基本上相同的部分由相同的附圖標記表示，并且其說明將被省略。
在與用來說明上述第一實施方案的圖1相對應的分解立體圖中顯示出傳感器單元212的結構，該傳感器單元用作用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置并且作為與當前實施方案相關的換檔桿裝置210的主要部分。
如圖7所示，該傳感器單元212沒有環(huán)形彈簧152、旋轉板162、彈簧140和磁鐵184。另外，傳感器單元212的柱塞164沒有凸輪部分168。
代替凸輪部分168，在柱塞164處形成與主體166共軸并且成一體的彈簧錨固件214。彈簧錨固件214為圓盤形狀，其軸向方向的尺寸相對較短，并且彈簧錨固件214具有比主體166更大的直徑。復位彈簧174的一端鄰接著彈簧錨固件214的端面，該端面位于與主體166相對的側面處。
在彈簧錨固件214處形成有一推桿216。該推桿216與主體166和彈簧錨固件214共軸且一體地設置。推桿216從彈簧錨固件214的端面(該端面處于與主體166相對的側面處)伸出并且穿過復位彈簧174的內(nèi)側，并且該推桿216在支架160的內(nèi)側，穿過形成在基座132的主體134中的通孔218，并且朝向主體134的一側面伸出，該側面與支架160所處的側面相對。
另一方面，代替磁性傳感器190，在PC板186處設置微動開關220，其構成第二檢測裝置的第二檢測部分。微動開關220具有擺動件224，該擺動件的近端部分與主體222連接并且其遠端側可以沿著靠近主體222以及遠離主體222的方向移動。
擺動件224的遠端側沿著柱塞164的軸向方向與推桿216的遠端部分相對。當柱塞164克服復位彈簧174的推壓力朝著蓋子198側移動時，該推桿216推壓著擺動件224的遠端側，并且使得擺動件224的遠端側靠近主體222。當擺動件224的遠端側這樣靠近主體222時，固定接觸件和設在主體222處的運動接觸件相互接觸，并且做成為是導電的。
也就是說，在當前換檔桿裝置210的傳感器單元212處，當本體36相對于保持件26繞著軸46轉動并且本體36如圖5中的雙點劃線所示推壓著柱塞164的主體166時，柱塞164克服復位彈簧174的推壓力，沿著與軸30的軸向方向平行的方向(與之相同的方向)大體朝著圖5中的右邊滑動。
當柱塞164這樣滑動時，推桿216朝著蓋子198滑動，并且推動擺動件224，使得擺動件224的遠端側靠近主體222。這樣，由于在主體222內(nèi)的運動接觸件與固定接觸件接觸并且變得導電，所以檢測到推桿216已經(jīng)運動的事實以及因此本體36已經(jīng)相對于保持件26繞著軸46轉動的事實。
這樣，在當前實施方案中，用于檢測本體36已經(jīng)相對于保持件26繞著軸46轉動的原理與上述第一實施方案不同。但是，按照與第一實施方案中相同的方式，微動開關220、柱塞164等與磁性傳感器188、磁鐵182等一樣設在側壁16的外側。
因此，同樣在當前實施方案中，按照與上述第一實施方案相同的方式，可以將柱塞164和微動開關220做成為與旋轉板138、磁鐵182和磁性傳感器188成一體的單元，并且容易將其裝配在外殼12上。而且，通過這樣形成一單元并且將該單元安裝在側壁16處，在換檔桿22下面，即在保持件26下面不設置任何用來檢測換檔桿22的轉動的結構。這樣，下殼體14可以形成得較短，因此可以使該裝置整體更加緊湊。
權利要求
1.一種用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，該裝置檢測旋轉構件(22)的轉動，該旋轉構件繞著預定第一軸線(30)方向轉動和繞著與第一軸線方向相交的預定第二軸線(46)方向轉動，該裝置包括第一檢測裝置(138，182，188)，它具有第一旋轉體(138)，其與旋轉構件成一體或與旋轉構件的轉動聯(lián)鎖地繞著第一軸線方向轉動；和第一檢測部分(182，188)，其沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一個側面處并且以電磁或機械的方式檢測第一旋轉體的轉動；以及第二檢測裝置(164，162，184，190，220)，它沿著第一軸線方向設在旋轉構件的一個側面處，用于在所述旋轉構件沿著繞第二軸線的方向轉動時，以電磁或機械的方式檢測所述旋轉構件的靠近和離開。
2.如權利要求1所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第二檢測裝置(164，162，184，190，220)具有一運動體(164)，它隨著所述旋轉構件沿著繞第二軸線的方向、朝著至少一個側面轉動而沿著第一軸線方向運動；以及第二檢測部分(184，190，220)，用來直接或間接地檢測出所述運動體沿著第一軸線方向的運動。
3.如權利要求2所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第二檢測裝置(164，162，184，190)具有第二旋轉體(162)，它與所述運動體(164)的運動聯(lián)鎖地沿著繞與第一軸線方向平行的軸線的方向轉動，并且該第二檢測部分檢測第二旋轉體的轉動。
4.如權利要求3所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述運動體(164)沿著第一軸線方向的運動通過一凸輪機構轉換成所述第二旋轉體(162)繞所述第一軸線的轉動。
5.如權利要求3所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第二檢測部分具有一磁性傳感器(190)，并且第二旋轉體(162)具有其磁極方向設定為與第一軸線垂直的永磁體(184)，且第二旋轉體(162)，即永磁體(184)的轉動由磁性傳感器(190)檢測。
6.如權利要求2所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第二檢測裝置(164，220)具有與所述運動體(164)的運動聯(lián)鎖地打開/關閉的第二檢測部分(220)，并且該第二檢測部分(220)檢測所述旋轉構件(22)繞著第二軸線的轉動。
7.如權利要求6所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第二檢測部分(220)為一微動開關。
8.如權利要求1所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，所述第一檢測裝置(138，182，188)具有第一旋轉體(138)，它可以與所述旋轉構件(22)一起繞著第一軸線轉動；以及第一檢測部分(182，188)，用來以電磁或機械的方式檢測第一旋轉體(138)的轉動。
9.如權利要求1所述的用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，其特征在于，可以根據(jù)檢測的存在/不存在以及第一檢測裝置和第二檢測裝置中的每一個的檢測結果類型，確定所述旋轉構件沿著兩個方向的具體旋轉狀態(tài)。
10.一種換檔裝置，它包括一換檔桿(22)，它具有第一桿(26)，其被支撐為能夠繞著預定的第一軸線(30)的方向轉動；和第二桿(36)，其被支撐在第一桿處以便能夠繞著與第一軸線方向相交的第二軸線方向(46)轉動；第一檢測裝置(132，182，188)，它具有第一旋轉體(138)，其在第一桿的旋轉軸(30)側面處沿著第一軸線方向直接或間接地連接到旋轉軸上并且與第一桿一起轉動；以及第一檢測部分(182，188)，用于以電磁或機械的方式檢測第一旋轉體的轉動；以及第二檢測裝置(164，162，184，190，220)，它設在第二桿(36)的側面處，所述第一檢測裝置相對于換檔桿(22)沿著第一軸線方向設置在該側面，該第二檢測裝置包括第二檢測部分(184，190)，用于以電磁或機械的方式檢測第二桿隨著第二桿繞第二軸線方向的轉動而沿著第一軸線方向的位移，其中所述換檔桿裝置根據(jù)第一檢測裝置和第二檢測裝置的檢測結果來控制安裝在車輛中的變速箱。
11.如權利要求10所述的換檔桿裝置，其特征在于，還包括一外殼(12)，它具有設置成彼此相對的一對側壁(16，17)，這對側壁之間設有換檔桿(22)并且可轉動地支撐著第一桿(26)，其中，在這對側壁的其中一個側壁(16)的外側，第一檢測裝置(132，182，188)和第二檢測裝置(164，162，184，190，220)安裝在該對側壁的這個側壁上。
12.如權利要求11所述的換檔桿裝置，其特征在于，所述第二檢測裝置(164，162，168，184，190)具有一運動體(164)，它穿過該對側壁中的所述一個側壁(16)并且設置成可以沿著與第一軸線方向平行的方向滑動，而且由于該運動體在外殼(12)內(nèi)的端部受到第二桿(36)直接或間接的擠壓，該第二桿沿著靠近該對側壁的這個側壁(16)的方向繞第二軸線方向轉動，所述運動體朝著該對側壁的這個側壁(16)的外側滑動；以及第二旋轉體(162)，它設置成與所述運動體(164)的另一端部(168)相對，并且由于來自所述運動體的另一端部沿著與第一軸線方向平行的方向的推壓力而繞著一軸線轉動，該軸線的軸向方向為與第一軸線方向平行的方向，其中第一旋轉體(138)和第二旋轉體(162)均具有一永磁體(182，184)，在該處磁極方向設定為與第一軸線方向垂直的方向，并且第一檢測部分(182，188)和第二檢測部分(184，190)均為磁性檢測裝置，用于檢測由所述永磁體轉動而產(chǎn)生的該永磁體的磁場變化。
13.如權利要求12所述的換檔桿裝置，其特征在于，所述運動體(164)沿著與所述第一軸線方向平行的方向的運動通過一凸輪機構而轉變成所述第二旋轉體(162)繞著所述第一軸線的轉動。
14.如權利要求11所述的換檔桿裝置，其特征在于，所述第二檢測裝置(164，220)具有一運動體(164)，它穿過該對側壁中的所述一個側壁(16)并且設置成可以沿著與第一軸線方向平行的方向滑動，而且由于該運動體在外殼(12)內(nèi)的端部受到第二桿(40)直接或間接的擠壓，該第二桿沿著靠近該對側壁的所述一個側壁(16)的方向繞著第二軸線方向轉動，因此所述運動體朝著該對側壁的所述一個側壁(16)的外側滑動，所述第二檢測部分具有與所述運動體(164)的運動聯(lián)鎖地打開/關閉的第二檢測部分(220)，并且所述第二檢測部分(220)檢測所述旋轉構件(22)繞著所述第二軸線的轉動。
15.如權利要求14所述的換檔桿裝置，其特征在于，所述第二檢測部分(220)為一微動開關。
16.如權利要求10所述的換檔桿裝置，其特征在于，可以根據(jù)檢測的存在/不存在以及第一檢測裝置和第二檢測裝置中的每一個的檢測結果類型，確定旋轉構件沿著兩個方向的具體旋轉狀態(tài)。
全文摘要
提供一種用于檢測沿著兩個方向的轉動的裝置，該裝置能夠檢測旋轉構件的轉動，該旋轉構件可以繞著其軸向方向為相互相交的兩個方向的軸線轉動，并且該裝置容易裝配到各種裝置中。具體地說，提供一種換檔桿裝置，它能夠檢測可以繞著其軸向方向為相互垂直的兩個方向的軸線轉動的換檔桿的轉動，并且其中這種換檔桿轉動檢測結構的裝配很容易，并且其整體上可以做得緊湊。
文檔編號G05G9/047GK1690650SQ200510066360
公開日2005年11月2日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權日2004年4月23日
發(fā)明者橫山善延 申請人:株式會社東海理化電機制作所