專利名稱：電磁螺線管和使用電磁螺線管的變速箱換檔致動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁螺線管(electromagnetic solenoid)以及一種使用所述電磁螺線管的變速箱(transmission)的換檔致動裝置(shift actuator)，用于在換檔方向上驅(qū)動換檔桿，以便操縱安裝在車輛上的變速箱的齒輪變速機構(gòu)。
背景技術(shù)：
作為變速箱的換檔致動裝置，用于在變檔方向上驅(qū)動換檔桿，以便操縱變速箱的齒輪變速機構(gòu)，一直使用流體壓力缸，作為操縱源，所述流體壓力缸使用氣壓或諸如液壓等流體壓力。使用液壓缸的換檔致動裝置需要用于連接流體壓力源的管路以及用于改變操作流體的流動路徑的電磁轉(zhuǎn)換閥，還需要用于安置上述元件的空間。這些需求引起使裝置整體重量增加的問題。
近些年來，已經(jīng)提出一種被電動機驅(qū)動的致動裝置，作為安裝在車輛上變速箱的換檔致動裝置，其既沒有配備壓縮空氣源，也沒有配備液體壓力源。與使用流體壓力缸的傳送裝置不同，由電動機構(gòu)成的換檔致動裝置不需要連接流體壓力源的管路或電磁轉(zhuǎn)換閥。因此作為一個整體，設(shè)備可以被構(gòu)造的更緊湊，重量更輕。然而被電動機驅(qū)動的致動裝置需要一種減速機構(gòu)，以便獲得預(yù)定操作力。作為減速機構(gòu)，已經(jīng)提出一種使用滾珠絲杠機械的減速機構(gòu)以及一種使用齒輪機構(gòu)的減速機構(gòu)。然而，使用滾珠絲杠和齒輪機構(gòu)的傳動裝置在滾珠絲杠和齒輪機構(gòu)的耐久性、電動機耐久性等方面不一定滿足要求，同時不一定滿足對操作速度的要求。
日本專利申請JP-A 2002-213606介紹了一種變速箱的換檔致動裝置，其使用電磁螺線管作為致動裝置，具有良好的耐久性和高操作速度。
變速箱的換檔致動裝置必須停止在齒輪變速機構(gòu)中的一個空檔位置。然而由于這種結(jié)構(gòu)，電磁螺線管被激勵到一個電磁線圈被激勵的位置或一個電磁線圈未被激勵的位置，但是很難在一中間位置停止。使電磁螺線管停止在中間位置，需要一種位置檢測裝置和包括反饋控制的復(fù)雜控制設(shè)備。因此，如果在不使用位置檢測裝置和復(fù)雜控制設(shè)備的前提下，電磁螺線管可以停止在中間位置，可以預(yù)測，其可以應(yīng)用于多種設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種在不使用位置檢測裝置和復(fù)雜控制設(shè)備的前提下可以停止在中間位置的電磁螺線管。本發(fā)明的第二個目的是提供一種使用這種在不利用位置檢測裝置和復(fù)雜控制設(shè)備的前提下可以停止在中間位置的電磁螺線管的變速箱的換檔致動裝置。
為了實現(xiàn)第一個目的，本發(fā)明提供一種電磁螺線管，其包括圓柱形體軛、被設(shè)置在所述體軛一端面上的前軛、與所述前軛整體形成并被設(shè)置在所述體軛上的固定軛、被設(shè)置在所述體軛另一端面上的后軛、在軸向上被設(shè)置在所述體軛中間部位上的環(huán)形中心軛、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述前軛之間用于圍繞所述固定軛的第一環(huán)形電磁線圈、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述后軛之間的第二環(huán)形電磁線圈、一被插入穿過所述前軛和固定軛以便在軸向上運動的操縱桿、被安裝在所述操縱桿靠所述后軛一側(cè)的端部上的第一移動軛、被設(shè)置在所述操縱桿上以便在所述第一移動軛和所述固定軛之間滑動的第二移動軛、以及限制裝置，該限制裝置用于限制所述第二移動軛在所述第一移動軛移動范圍的中間位置向所述后軛移動。
希望，將由非磁材料制成的磁斷路環(huán)在軸向上設(shè)置在所述體軛的中心部位上。此外希望，所述限制裝置包括在徑向上在所述中心軛的內(nèi)周面上向內(nèi)突出的止動部位。
此外為了實現(xiàn)第二個目的，本發(fā)明提供一種配備有第一和第二電磁螺線管的換檔致動裝置，在彼此相反方向驅(qū)動與操縱變速箱內(nèi)的齒輪變速機構(gòu)的換檔桿相連的操縱元件，其中所述第一和第二電磁螺線管分別包括圓柱形體軛、被設(shè)置在所述體軛一端面上的前軛、與所述前軛整體形成并被設(shè)置在所述體軛上的固定軛、被設(shè)置在所述體軛另一端面上的后軛、在軸向上被設(shè)置在所述體軛中間部位上的環(huán)形中心軛、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述前軛之間用于圍繞所述固定軛的第一環(huán)形電磁線圈、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述后軛之間的第二環(huán)形電磁線圈、一被插入穿過所述前軛和固定軛以便在軸向上運動并與所述操縱元件相連的操縱桿、被安裝在所述操縱桿靠所述后軛一側(cè)的端部上的第一移動軛、被設(shè)置在所述操縱桿上以便在所述第一移動軛和所述固定軛之間滑動的第二移動軛、以及限制裝置，該限制裝置用于限制所述第二移動軛在所述第一移動軛移動范圍的中間位置向所述后軛移動。


圖1是一個說明符合本發(fā)明一實施例的電磁螺線管的斷面圖；圖2是一個說明圖1所示電磁螺線管的操縱狀態(tài)的視圖；
圖3是一個說明符合本發(fā)明另一實施例的電磁螺線管的斷面圖；圖4是一個局部被剖開的平面視圖，顯示了配備有符合本發(fā)明變檔傳送裝置的齒輪變速設(shè)備；圖5是一個沿圖4中A-A線所做的斷面圖；圖6是一個沿圖4中B-B線所做的斷面圖；圖7是一個說明構(gòu)成圖4所示齒輪變速設(shè)備的選擇致動裝置的操縱的視圖；圖8是一個說明構(gòu)成圖4所示齒輪變速設(shè)備的換檔致動裝置的操縱的視圖；圖9是一個說明構(gòu)成圖4所示齒輪變速設(shè)備的換檔致動裝置的操縱的視圖。
具體實施例方式
下文將結(jié)合附圖詳細(xì)介紹符合本發(fā)明的電磁螺線管和使用該電磁螺線管的變速箱的換檔致動裝置的優(yōu)選實施例。
圖1是一個說明符合本發(fā)明一實施例的電磁螺線管的斷面圖。圖1所示的電磁螺線管2具有圓柱形體軛(body yoke)21。體軛21是由圓柱形磁材料制成的，并具有形成在一端(圖1的左端)外周上的安裝法蘭211。在體軛21上，在一端側(cè)上設(shè)置有前軛221和固定軛222、在另一端(圖1中右側(cè))側(cè)上設(shè)置有后軛223，還具有一在軸向方向上位于中間部位的中心軛224。
前軛221和固定軛222由磁材料整體形成，固定軛222從圖中前軛221的右側(cè)表面的中間部位突出。在前軛221和固定軛222上，在軸向上形成一穿過中心部位的通孔222a。在如此構(gòu)成的前軛221和固定軛222上，固定軛222從體軛21的一端面插入，前軛221被安裝在體軛21的一端部位上。后軛223是由磁材料形成的環(huán)，并被安裝在體軛21的另一端(圖1中的右端)上。中心軛224是由磁材料形成的環(huán)，并沿體軛21的內(nèi)周面被裝配。這樣設(shè)置中心軛224，其在圖1中的右側(cè)面與形成在體軛21內(nèi)周面上且在軸向上位于中間的階梯部分212接觸。中心軛224具有環(huán)形止動部位224a，在圖1中其被形成在內(nèi)周面的右端，并在徑向上向內(nèi)突出。
所示實施例中的電磁螺線管2配備有沿體軛21的內(nèi)周面設(shè)置的第一環(huán)形電磁線圈231和第二環(huán)形電磁線圈232。第一電磁線圈231纏繞在由合成樹脂等非磁材料制成的環(huán)形線軸241上，并被設(shè)置在中心軛224和前軛221之間，圍繞固定軛222。第二電磁線圈232纏繞在由合成樹脂等非磁材料制成的環(huán)形線軸242上，并被設(shè)置在中心軛224和后軛223之間。其上纏繞有第二電磁線圈232的線軸242的內(nèi)徑比其上纏繞有第一電磁線圈231的線軸241的內(nèi)徑小，在所示實施例中，線軸242的內(nèi)徑等于形成在中心軛224上的止動部分224a的內(nèi)徑。
所示實施例的電磁螺線管2具有操縱桿25，所述操縱桿被插入形成在前軛221和固定軛222上的插入孔222a內(nèi)，并能沿軸向移動。操縱桿25由諸如不銹鋼等非磁材料制成，并被如此設(shè)置，從而其左端在圖1中向左突出，超出安裝在體軛21上的前軛221。在操縱桿25上設(shè)置有第一移動軛261和第二移動軛262。第一移動軛261由磁材料制成，并在其中心形成有裝配孔261a。裝配孔261a被裝配在形成在操縱桿25上靠后軛223側(cè)的一端(圖1中右端)上的小直徑部分251上，并利用適合的固定裝置被固定在操縱桿25上。第二移動軛262由磁材料制成并具有裝配孔262a。第二移動軛262被設(shè)置在第一移動軛261和固定軛222之間并具有被裝配在操縱桿25中間部位上的裝配孔262a，從而可以在軸向上滑動。這樣構(gòu)成第二移動軛262，從而形成在外周部分上的右端面與中心軛224上的止動部分224a接觸。該止動部分224a被設(shè)置在與第二移動軛262接觸的位置，該位置位于第一移動軛261移動范圍的中部。從而止動部分224a作為限制裝置工作，用于在第一移動軛261移動范圍的中部限制第二移動軛262向后軛223的移動。該限制裝置可以是這樣的，從而第二移動軛262與其上纏繞有第二電磁線圈232的線軸242接觸并且線軸242作為止動器，而代替在中心軛224上形成止動部分224a。
在圖1中，附圖標(biāo)記27代表用于覆蓋第一移動軛261以便阻止水、灰塵和污物進(jìn)入電磁螺線管的蓋元件。使用螺釘28將蓋元件27固定在后軛223上。
圖1所示的該實施例的電磁螺線管2如上述那樣構(gòu)成。下文將結(jié)合圖2介紹其操作。
當(dāng)向處于圖1所示復(fù)位位置狀態(tài)的第二電磁線圈232提供電流時，產(chǎn)生一圍繞第二電磁線圈232的磁場，形成圖2(a)中箭頭232a所示的磁流(磁通量)。從而第一移動軛261和第二移動軛262彼此吸引。此時，第二移動軛262與形成在中心軛24上的止動部分224a接觸，限制其向圖2(a)中的右側(cè)運動。從而第一移動軛261向圖2(a)中的左側(cè)運動，第一移動軛261在如圖2(a)所示的與第二移動軛262接觸的位置停止運動。因此，安裝在第二移動軛262上的操縱桿25到達(dá)圖2(a)所示的中間位置。當(dāng)向第二電磁線圈232提供電流時，圍繞第二電磁線圈232形成圖2(a)中箭頭232a所示的磁流(磁通量)，同時產(chǎn)生箭頭232b所示的附加通量(parasitic flux)。然而箭頭232b所示的附加通量比箭頭232a所示的磁流弱，因此影響非常小。
然后，當(dāng)向處于圖2(a)所示狀態(tài)下的第一電磁線圈231提供電流時，產(chǎn)生一圍繞第一電磁線圈231的磁場，形成圖2(b)中箭頭231a所示的磁流(磁通量)。當(dāng)向第一電磁線圈231提供電流時，也產(chǎn)生圖2(b)中箭頭231b所示的附加通量。從而如圖2(b)所示，第一移動軛261和第二移動軛262被固定軛222吸引。從而安裝在第二移動軛262上的操縱桿25到達(dá)如圖2(b)所示操作行程中的滿行程位置。當(dāng)?shù)竭_(dá)圖2(b)所示滿行程位置時，不僅向第一電磁線圈231提供電流，也向第二電磁線圈232提供電流，從而保持第一移動軛261和第二移動軛262彼此緊密接觸的狀態(tài)。在此情況下，無需100％供應(yīng)電流，但是所提供的電流大小必須足以保持所述緊密接觸狀態(tài)。
下文結(jié)合圖3介紹符合本發(fā)明另一個實施例的電磁螺線管。在圖3所示實施例中，與圖1和2所示實施例中相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，對此就不再進(jìn)行介紹了。
圖3所示實施例中的電磁螺線管2具有由諸如不銹鋼等非磁材料制成的磁斷路環(huán)(magnetism shut-off ring)20，其在軸向上被設(shè)置在體軛21的中間部位，也就是面對中心軛224的位置，以便在向圖1和2所示實施例中的第二電磁線圈232提供電流時，阻止附加通量(圖2(a)中箭頭232b所示)產(chǎn)生。由于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)向第二電磁線圈232提供電流時，產(chǎn)生如圖3中箭頭232a所示的磁流(磁通量)，當(dāng)向第一電磁線圈231提供電流時，產(chǎn)生如圖3中箭頭231a所示的磁流(磁通量)。
下文結(jié)合圖4～9介紹使用符合本發(fā)明電磁螺線管的變速箱的換檔致動裝置。
圖4是一個局部被剖開的平面視圖，顯示了配備有符合本發(fā)明變檔傳送裝置的齒輪變速設(shè)備；圖5是一個沿圖4中A-A線所做的斷面圖；圖6是一個沿圖4中B-B線所做的斷面圖。
所示實施例中的齒輪變速設(shè)備1由用于支承將在下文介紹的換檔桿的圓柱形殼體3、安裝在殼體3上的選擇致動器4以及換檔致動裝置7構(gòu)成。在殼體3一端(圖4和5中的右端)的側(cè)部(圖4中的上側(cè)部分)具有選擇致動器(select actuator)安裝部位31，在一端(圖4和5的右端)的下側(cè)部(圖5的下側(cè)部分)具有換檔致動裝置安裝部位32。此外在殼體3的中心部位的下部具有一開口33。
控制軸35被可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在由此構(gòu)成的殼體3上。也就是控制軸35的一端(在圖4和5中的右端)被軸承361轉(zhuǎn)動地支承，另一端(在圖4和5中的左端)被設(shè)置在殼體3另一端上的軸承362支承。換檔桿37被安裝在控制軸35上。換檔桿37包括具有裝配控制軸的孔的安裝部位371以及桿部372，桿部372被形成為在徑向從所述安裝部位371突出，如圖5所示，桿部372被設(shè)置為從形成在殼體3下部的孔中穿過。換檔桿37的安裝部位371配備有形成在孔的內(nèi)周面上的內(nèi)花鍵371a，從而被裝配在控制軸35上，內(nèi)花鍵371a被花鍵裝配在形成在控制軸35中心部位上的外花鍵351上，從而可以在軸向上滑動。從而換檔桿37被支承，以便在軸向上滑動，被殼體3轉(zhuǎn)動地支承的控制軸35作為換檔桿支承機構(gòu)工作，以便支承被設(shè)置在殼體上的換檔桿37，從而在軸向上滑動，允許其轉(zhuǎn)動。在所示實施例中，作為換檔桿支承機構(gòu)工作的控制軸35被設(shè)置為在殼體3內(nèi)近似水平。
如上所述，換檔桿37被作為換檔桿支承機構(gòu)工作的控制軸35支承，從而在軸向上滑動并轉(zhuǎn)動，并在桿部372的一端，與被設(shè)置在第一選擇位置SP1、第二選擇位置SP2、第三選擇位置SP2和第四選擇位置SP4上的同步器中的壓片(shift block)301、302、303和304適合地嚙合，其構(gòu)成變速箱未示的換檔機構(gòu)(shift mechanism)。在所示實施例中，第一選擇位置SP1被設(shè)置在倒車擋—一檔選擇位置，第二選擇位置SP2被設(shè)置在二檔—三檔選擇位置，第三選擇位置SP3被設(shè)置在四檔—五檔選擇位置，第四選擇位置SP3被設(shè)置在六檔選擇位置。
下文，結(jié)合圖4簡要介紹選擇致動器4，其在選擇方向上也就是軸向上驅(qū)動換檔桿37。
所示實施例中的選擇致動器4包括被用作驅(qū)動源的電磁螺線管40以及選擇操作機構(gòu)50，該選擇操作機構(gòu)50被電磁螺線管40操縱，以致動換檔桿37。電磁螺線管40包括圓柱形體軛41、安裝在體軛41一端(圖4內(nèi)的下端)的前軛42、與前軛42整體形成的固定軛43、設(shè)置在體軛41另一端(圖4內(nèi)的上端)的后軛44、沿體軛41內(nèi)周面設(shè)置的環(huán)形電磁線圈45、在軸向上穿過前軛42和固定軛43中心部位以便滑動的的操縱桿46、安裝在操縱桿46上端的移動軛47以及安裝在后軛44上的蓋元件48。
圓柱形體軛41由磁材料制成，在一端(圖4中的上端)具有安裝法蘭411，利用諸如螺栓等的緊固裝置401將蓋安裝法蘭411安裝在選擇致動器安裝部位31上，前軛42和固定軛43由磁材料制成一整體，在圖中，固定軛43被形成的超出前軛42的中心部位的上表面。插入孔431被形成在前軛42和固定軛43上并在軸向上穿透前軛42和固定軛43的中心部位。由此構(gòu)成的前軛42和固定軛43，從而固定軛43從體軛41的一端插入，前軛42被安裝在體軛41的一端上。后軛44在體軛41的另一端(圖4中的上端)被形成為環(huán)形，與體軛41被整體形成。
電磁線圈45被纏繞在由諸如合成樹脂等非磁材料制成的環(huán)形線軸450上，并沿體軛41的內(nèi)周面被設(shè)置。操縱桿46由諸如不銹鋼等非磁材料制成，并被插在和裝配在形成在前軛42和固定軛43上的通孔431內(nèi)，從而在軸向上滑動。操縱桿46的一端(圖4中的下端)被設(shè)置的向下穿過安裝在體軛41上的前軛42，并被如此設(shè)置，即其在設(shè)置在殼體3的側(cè)面上的選擇操作機械容置腔313內(nèi)能向前移動或向后移動。球形接頭462被設(shè)置在操縱桿46的一端。
下文將介紹選擇操縱機械50。
所示實施例的選擇操縱機械50被容置在選擇操作機械容置腔313內(nèi)，具有第一桿51、第二桿52、第三桿53和第四桿54。第一桿51的一端被安裝在沿上下方向(垂直于圖4紙面的方向)設(shè)置的支承軸55上。第一桿51的另一端與設(shè)置在電磁螺線管40的操縱桿46的另一端上的球形接頭462可滑動地連接。第二桿52的一端被安裝在支承軸55上，另一端具有一嚙合銷56。第三桿53的一端被安裝在沿上下方向(垂直于圖4紙面的方向)設(shè)置的支承軸57上，另一端具有細(xì)長孔531。所述安裝在第二桿52另一端的嚙合銷56被裝配在該細(xì)長孔531上。第四桿54的一端被安裝在支承軸57上，另一端具有操縱部位541。如圖5所示，形成在另一端的操縱部位541被裝配在形成在換檔桿37的安裝部位371上的嚙合槽371b。
在所示實施例中構(gòu)成選擇致動器4的電磁螺線管40和選擇操縱機械50具有上述結(jié)構(gòu)。當(dāng)向電磁線圈45提供電流時，固定軛43被磁化，移動軛47被固定軛43吸引。從而移動軛47或操縱桿46在圖4內(nèi)產(chǎn)生向下的推力。移動軛47也就是操縱桿46所產(chǎn)生的向下推力的大小由提供到電磁線圈45的電流強度確定。當(dāng)作為向電磁線圈45提供電流的結(jié)果，移動軛47也就是操縱桿46在圖4中向下移動時，第一桿51、第二桿52、第三桿53和第四桿54分別從實線和虛線所示位置被操縱到圖4中雙點劃線所示位置。從而被第四桿54的操縱部位541所操縱的換檔桿37從圖5中實線所示第一選擇位置SP1被操縱到第四選擇位置SP4。
如圖5所示，所示實施例的選擇致動器4具有選擇位置限制機構(gòu)6，根據(jù)移動軛47也就是操縱桿46響應(yīng)于提供到電磁螺線管40的電磁線圈45的電流大小而產(chǎn)生推力的大小，所述選擇位置限制機構(gòu)6將換檔桿37的位置限制到第一選擇位置SP1、第二選擇位置SP2、第三選擇位置SP3和第四選擇位置SP4。在控制軸35的中心部位，該選擇位置限制機構(gòu)6具有被設(shè)置在圖5所示換檔桿37的安裝部位371的右側(cè)上的第一移動環(huán)61和第二移動環(huán)62，從而沿軸向滑動。由于形成在殼體3內(nèi)周面上的第一止動器3a，限制第一移動環(huán)61向圖5中的左側(cè)運動，由于形成在殼體3內(nèi)周面上的第二止動器3b，限制第二移動環(huán)62向圖5中的左側(cè)運動，所述第二止動器3b距所述第一止動器3a一預(yù)定距離，由于形成在殼體3內(nèi)周面上并在圖5中位于第二止動器3b右側(cè)的第三止動器3c，限制第二移動環(huán)62向圖5中的右側(cè)運動。因此，第二移動環(huán)62僅被允許在第二止動器3b和第三止動器3c之間運動。第一移動環(huán)61的直徑比第二止動器3b的內(nèi)徑小，從而能夠向右超過第二止動器3b運動。
第一壓縮螺旋彈簧63被設(shè)置在第一移動環(huán)61和換檔桿37的安裝部位371之間，第二壓縮螺旋彈簧64被設(shè)置在第一移動環(huán)61和第二移動環(huán)62之間。此外第三壓縮螺旋彈簧65被設(shè)置在第二移動環(huán)62和第三止動器3c之間。第二壓縮螺旋彈簧64的彈力被設(shè)定的大于第一壓縮螺旋彈簧63的彈力，第三壓縮螺旋彈簧65的彈力被設(shè)定的大于第二壓縮螺旋彈簧64的彈力。從而第一移動環(huán)61與第一止動器3a接觸，第二移動環(huán)62與第二止動器3b接觸。
所示實施例的選擇致動器4具有上述結(jié)構(gòu)，下文介紹其操作。
當(dāng)不向構(gòu)成選擇致動器4的電磁螺線管40的電磁線圈45提供電流時，構(gòu)成電磁螺線管40的移動軛47、操縱桿46和選擇操縱機械50位于圖4中實線所示狀態(tài)。構(gòu)成選擇位置限制機構(gòu)6的第一移動環(huán)61和第二移動環(huán)62位于圖5所示狀態(tài)，此時第一壓縮螺旋彈簧63、第二壓縮螺旋彈簧64和第三壓縮螺旋彈簧65的彈力是平衡的。從而換檔桿37到達(dá)第一操作位置(SP1)。如上所述，這個實施例中的第一操作位置(SP1)已經(jīng)被設(shè)置在倒檔—一檔選擇位置。在此情況下，當(dāng)電磁螺線管40變得有故障(faulty)，選擇致動器4將換檔桿37帶到倒檔—頭檔選擇位置。如果電磁螺線管40工作不正常(out of order)，變速箱可以被換檔一檔，此時車輛開始運動，或變速箱被換檔到倒檔，此時車輛可以被驅(qū)動到諸如修車店的預(yù)定位置。
當(dāng)諸如2V的電壓被施加到處于圖4和5所示狀態(tài)的構(gòu)成致動器4的電磁螺線管40的電磁線圈45時，移動軛47被固定軛43吸引，從而移動軛47或操縱桿46產(chǎn)生在圖4內(nèi)向下的推力。從而構(gòu)成選擇操縱機構(gòu)50的杠桿從圖4內(nèi)實線所示狀態(tài)沿雙點劃線所示方向操縱。如圖7(a)所示，換檔桿37抵抗第一壓縮螺旋彈簧63的彈力向右運動。換檔桿37在安裝部位371的右端已經(jīng)與第一移動環(huán)61接觸的位置上停止，并被帶到如圖7(a)所示第二操縱位置(SP2)。
然后當(dāng)諸如4V的電壓被施加到構(gòu)成致動器4的電磁螺線管40的電磁線圈45時，移動軛47和操縱桿46產(chǎn)生增加的向下推力，從而構(gòu)成選擇操縱機構(gòu)50的杠桿進(jìn)一步沿圖4中雙點劃線所示方向運動。換檔桿37進(jìn)一步抵抗第一壓縮螺旋彈簧63以及第二壓縮螺旋彈簧64的彈力向右運動，處于如圖7(b)所示與第一移動環(huán)61接觸狀態(tài)。然后換檔桿37在第一移動環(huán)61和第二移動環(huán)62接觸的位置上停止，并被帶到如圖7(b)所示的第三操作位置(SP3)。
然后當(dāng)諸如8V的電壓被施加到構(gòu)成致動器4的電磁螺線管40的電磁線圈45時，移動軛47和操縱桿46產(chǎn)生更大的向下推力。從而構(gòu)成選擇操縱機構(gòu)50的杠桿向上運動到圖4中雙點劃線所示位置，換檔桿37進(jìn)一步抵抗第一壓縮螺旋彈簧63、第二壓縮螺旋彈簧64和第三壓縮螺旋彈簧65的彈力向右運動，處于如圖7(c)所示第一移動環(huán)61與第二移動環(huán)62接觸狀態(tài)。然后換檔桿37在第二移動環(huán)62和第三止動器3c接觸的位置上停止，并被帶到如圖7(c)所示的第四操作位置(SP4)。
在構(gòu)成上述齒輪變速設(shè)備的選擇致動器4內(nèi)，換檔桿37被支承在殼體3上，從而在軸向上滑動并轉(zhuǎn)動，并被電磁螺線管40操縱。因此由于使用非轉(zhuǎn)動機械，提高了選擇致動器4的壽命。由于無需使用由滾珠絲杠或齒輪機械構(gòu)成的減速機構(gòu)，所示實施例的選擇致動器4的結(jié)構(gòu)緊湊，操作速度增加。此外，所示實施例的選擇致動器4配備有選擇位置限制機構(gòu)6，從而根據(jù)操縱桿46響應(yīng)于提供到電磁線圈42的電能而產(chǎn)生的推力，可以將換檔桿37帶到多個選擇位置。因此，使用單獨一個電磁螺線管，可以選擇多個位置，從而選擇致動器的結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉。
下文結(jié)合圖6簡要介紹換檔致動裝置7。
所示的換檔致動裝置7沿著換檔方向致動安裝在控制軸35上的操縱桿90。操縱桿90具有在其中間部位形成的銷孔，并且在其兩端設(shè)置有連接部分92和93。于是這樣形成的操縱桿90被插入到在控制軸35的端部與其軸線成90度形成的孔352中，并且通過將銷94插入到銷孔91和在控制軸35中形成的銷孔353中而將操縱桿90安裝到控制軸35上。操縱桿90作為一操縱元件進(jìn)行工作，其通過控制軸35與換檔桿37接合。
所示的換檔致動裝置7具有第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b，用于在彼此相反方向操縱操縱桿90。第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b采用與圖1所示電磁螺線管相同的方式構(gòu)成，并采用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，對相同的元件就不再進(jìn)行介紹了。第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b被彼此平行地設(shè)置在控制軸35下方，從而在上下方向操縱，并利用諸如螺釘和螺母的固定裝置201將其安裝在設(shè)置在殼體3一端部位上的換檔致動裝置安裝部位32上。
球接頭750被設(shè)置在構(gòu)成第一電磁螺線管2a的操縱桿25的一端(圖6中的上端)。形成在操縱桿90一端(圖6中的右端)的連接部位92可滑動地與球接頭750相連。此外，將球接頭850設(shè)置在構(gòu)成第二電磁螺線管2b的操縱桿25的一端(圖6中的上端)。操縱桿90另一端(圖6中的左端)上的連接部位92可滑動地與球接頭850相連。
所示實施例的齒輪減速設(shè)備1具有位置選擇傳感器10，用于檢測換檔桿37在軸向上的位置，也就是檢測換檔桿37在選擇方向的位置。位置選擇傳感器10包括一電位器，將一杠桿102的一端連接到轉(zhuǎn)向處(turning)101。附著在杠桿102另一端的結(jié)合銷103與形成在換檔桿37安裝部位371的側(cè)面上的嚙合槽371c嚙合。從而，當(dāng)換檔桿37向圖5中的左或右端移動時，杠桿102在轉(zhuǎn)向處101上擺動。換句話說，轉(zhuǎn)向處101轉(zhuǎn)向檢測換檔桿37在軸向上的操縱位置，也就是檢測換檔桿37在選擇方向上的位置。
此外，所示實施例的齒輪減速設(shè)備1具有變檔行程位置傳感器11，用于檢測換檔桿37的轉(zhuǎn)動位置，也就是用于檢測換檔桿37的變檔行程位置。變檔行程位置傳感器11被安裝在殼體31的另一端(圖5中的左端)。變檔行程位置傳感器11包括一電位器，其轉(zhuǎn)向處111被連接到花鍵裝配在換檔桿37上的控制軸35的另一端。隨著換檔桿轉(zhuǎn)動，控制軸35轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動位置也就是換檔桿37的變檔行程位置被檢測。并不一定必須需要該變檔行程位置傳感器11來控制所示換檔致動裝置7的操作。但是安裝變檔行程位置傳感器11，用于確定空檔和變檔操作結(jié)束。從而可以利用一用于檢測空檔和變檔操作結(jié)束的位置傳感器來代替變檔行程位置傳感器11。
在上述所示實施例的齒輪變速設(shè)備1中，構(gòu)成選擇致動器4的電磁螺線管40以及構(gòu)成換檔致動裝置7的第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b被設(shè)置在構(gòu)成選擇傳動裝置3的殼體的一端上。檢測換檔桿37也就是控制軸35轉(zhuǎn)動數(shù)量的變檔行程位置傳感器11被設(shè)置在該殼體的另一端上。從而，變檔行程位置傳感器11不受電磁螺線管所產(chǎn)生磁場的影響。在所示實施例中，此外，位置選擇傳感器10被設(shè)置在殼體的中央部位，也不受設(shè)置在殼體一端上的電磁螺線管所產(chǎn)生磁場的影響。
所示實施例的換檔致動裝置7如上所述那樣被構(gòu)成。其操作將在下文介紹。
在圖6所示狀態(tài)下，齒輪變速機構(gòu)處于空檔狀態(tài)，換檔桿37處于空檔位置。在此狀態(tài)下，第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b都處于這種位置，也就是第一移動軛261與第二移動軛262接觸。當(dāng)向處于圖6所示狀態(tài)的第一電磁螺線管2a的第一電磁線圈231提供電流時，圍繞第一電磁螺線管2a的第一電磁線圈231產(chǎn)生磁場，如圖8所示，第一移動軛261與第二移動軛262被固定軛222吸引。從而安裝在第二移動軛262上的操縱桿25如圖8所示向上移動，在其連接部位92與操縱桿25相連的操縱桿90在圖8中以控制軸35為中心沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。從而安裝操縱桿90的控制軸35轉(zhuǎn)動，被花鍵裝配在控制軸35上的換檔桿27在第一方向換檔。換句話說，一個速度改變齒輪嚙合。當(dāng)從空檔位置在如圖8所示的第一方向進(jìn)行換檔操作時，被提供到第一電磁螺線管2a的第一電磁線圈231的電流也被提供到第二電磁線圈232，保持第一移動軛261和第二移動軛262緊密地接觸的狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)向圖6所示狀態(tài)的第二電磁螺線管2b的第一電磁線圈231提供電流時，圍繞第二電磁螺線管2b的第一電磁線圈231產(chǎn)生磁場，如圖9所示，第一移動軛261與第二移動軛262被固定軛222吸引。如圖9所示，安裝在第二移動軛262上的操縱桿25向上移動。在其連接部位93與操縱桿25相連的操縱桿90在圖9中以控制軸35為中心沿順時針方向轉(zhuǎn)動。從而安裝操縱桿90的控制軸35轉(zhuǎn)動，被花鍵裝配在控制軸35上的換檔桿37在第二方向換檔。換句話說，另一個速度改變齒輪嚙合。當(dāng)從空檔位置在如圖9所示的第一方向進(jìn)行換檔操作時，被提供到第二電磁螺線管2b的第一電磁線圈231的電流也被提供到第二電磁線圈232，保持第一移動軛261和第二移動軛262緊密地接觸的狀態(tài)。
然后將換檔桿37帶到空檔狀態(tài)，也就是從已經(jīng)在圖8所示第一方向換檔的狀態(tài)帶到空檔位置，向第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流。從而圍繞第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232產(chǎn)生磁場，第一移動軛261和第二移動軛262被彼此吸引。此時，第一移動軛261向上移動，到達(dá)一停止位置，此時如圖6所示其與第二移動軛262接觸，由于第二移動軛262與中心軛224的止動部位224a接觸，并在圖8中阻止第二移動軛262向下移動。因此安裝在第二移動軛262上的操縱桿25向上移動到圖6所示的中間位置，在其連接部位93與操縱桿25相連的操縱桿90以控制軸35為中心沿順時針方向向上轉(zhuǎn)動到空檔位置。由于安裝操縱桿90的控制軸35向上轉(zhuǎn)動到空檔位置，已經(jīng)被帶到第一換檔位置的換檔桿37被花鍵裝配在控制軸35上，并被向上操作到空檔位置。從而建立與一個速度改變齒輪脫離嚙合的空檔狀態(tài)。此時，如果同時向第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232提供電流，通過向第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流所產(chǎn)生的操縱力與向第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232提供電流所產(chǎn)生的操縱力共同工作，從而消除了附加通量的影響，可以使換檔桿更準(zhǔn)確地在空檔位置停止。如果具體介紹的話，由于向第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流所產(chǎn)生的操縱力的影響，操縱桿被帶到中間位置。此時，同時產(chǎn)生如圖2(a)所示的附加通量232b，在該附加通量所產(chǎn)生操縱力的作用下，操縱桿在圖8中進(jìn)一步向上運動。由于操縱桿向上運動超過中間位置，在第一電磁螺線管2a的中間軛242以及第一移動軛261之間產(chǎn)生間隙。通過同時向第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232提供電流，在中間軛242和第一移動軛261之間產(chǎn)生吸引力消除該間隙。因此附加通量所產(chǎn)生的影響被該吸引力抵消，可以使換檔桿更準(zhǔn)確地在空檔位置停止。
另一方面，為了將換檔桿37帶到空檔狀態(tài)，也就是從已經(jīng)在圖9所示的第二方向換檔的狀態(tài)帶到空檔位置，向第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232提供電流，從而圍繞第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232產(chǎn)生磁場，第一移動軛261和第二移動軛262被彼此吸引。此時，第一移動軛261向上移動，到達(dá)一停止位置，此時如圖6所示其與第二移動軛262接觸，由于第二移動軛262與中心軛224的止動部位224a接觸，并在圖9中阻止第二移動軛262向下移動。因此安裝在第二移動軛262上的操縱桿25向上移動到圖6所示的中間位置，在其連接部位93與操縱桿25相連的操縱桿90以控制軸35為中心沿順時針方向向上轉(zhuǎn)動到空檔位置。由于安裝操縱桿90的控制軸35向上轉(zhuǎn)動到空檔位置，已經(jīng)被帶到第一換檔位置的換檔桿37被花鍵裝配在控制軸35上，并被向上操作到空檔位置。從而建立與另一個速度改變齒輪脫離嚙合的空檔狀態(tài)。此時如果同時向第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流，通過向第一電磁螺線管2a的第二電磁線圈232提供電流所產(chǎn)生的操縱力與向第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流所產(chǎn)生的操縱力共同工作，從而消除了附加通量的影響，可以使換檔桿更準(zhǔn)確地在空檔位置停止。
如上所述，在所示實施例的換檔致動裝置7中，通過向構(gòu)成換檔致動裝置7的第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b的第二電磁線圈232提供電流，無需使用位置檢測裝置或復(fù)雜的控制裝置，就可以將換檔桿帶到空檔位置停止。此外在所示實施例的換檔致動裝置7包括第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b以及被安裝在控制軸35中間部位的操縱桿90，第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b被平行設(shè)置在安裝換檔桿37的控制軸35的下方，從而在向上向下方向運動，第一電磁螺線管2a的操縱桿25與操縱桿90的一端相連，第二電磁螺線管2b的操縱桿25與操縱桿90的另一端相連。從而，能夠抵消作用在第一電磁螺線管2a的操縱桿25、第一移動軛261、第二電磁螺線管2b的操縱桿25和其第一移動軛261上的重力。此外，第一電磁螺線管2a和第二電磁螺線管2b被設(shè)置的在向上向下方向工作。從而，沒有物體受車輛加速和減速的影響，第一移動軛261和第二移動軛262可以具有極小的滑動阻力。
雖然已經(jīng)結(jié)合所示實施例對本發(fā)明進(jìn)行了介紹，應(yīng)該指出的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例。例如所述實施例涉及下述情況，也就是本發(fā)明適用于選擇致動器和構(gòu)成齒輪變速機構(gòu)的換檔致動裝置。然而符合本發(fā)明的換檔致動裝置也可以被應(yīng)用于換檔助力設(shè)備，所述換檔助力設(shè)備例如在人力操縱傳動中在換檔方向上幫助操縱力。
符合本發(fā)明的電磁螺線管如上所述那樣被構(gòu)成。通過向第二電磁線圈提供電流，在無需使用位置檢測裝置或復(fù)雜控制裝置的前提下，換檔桿可以被帶動的停止在中間位置。此外，通過向第一和第二電磁線圈提供電流，換檔桿可以被向上促動到滿行程位置。
此外，符合本發(fā)明變速箱的換檔致動裝置如上所述那樣被構(gòu)成。通過向第一電磁螺線管的第二電磁線圈或第二電磁螺線管的第二電磁線圈提供電流，在無需使用位置檢測裝置或復(fù)雜控制裝置的前提下，齒輪變速機構(gòu)可以被帶動的停止在中間位置。此外，通過向第一電磁線圈或第一和第二電磁線圈提供電流，齒輪變速機構(gòu)可以被向上促動到滿行程位置。
權(quán)利要求
1.一種電磁螺線管，其包括圓柱形體軛、被設(shè)置在所述體軛一端面上的前軛、與所述前軛整體形成并被設(shè)置在所述體軛上的固定軛、被設(shè)置在所述體軛另一端面上的后軛、在軸向上被設(shè)置在所述體軛中間部位上的環(huán)形中心軛、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述前軛之間用于圍繞所述固定軛的第一環(huán)形電磁線圈、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述后軛之間的第二環(huán)形電磁線圈、一被插入穿過所述前軛和固定軛以便在軸向上運動的操縱桿、被安裝在所述操縱桿的靠所述后軛一側(cè)的端部上的第一移動軛、被設(shè)置在所述操縱桿上以便在所述第一移動軛和所述固定軛之間滑動的第二移動軛、以及限制裝置，該限制裝置用于限制所述第二移動軛在所述第一移動軛移動范圍的中間位置向所述后軛移動。
2.如權(quán)利要求1所述電磁螺線管，其特征在于由非磁材料制成的磁斷路環(huán)在軸向上被設(shè)置在所述體軛的中心部位上。
3.如權(quán)利要求1所述電磁螺線管，其特征在于所述限制裝置包括在徑向上在所述中心軛的內(nèi)周面上向內(nèi)突出的止動部位。
4.一種配備有第一和第二電磁螺線管的換檔致動裝置，所述第一和第二電磁螺線管在彼此相反方向驅(qū)動與操縱變速箱內(nèi)的齒輪變速機構(gòu)的換檔桿相連的操縱元件，其中，所述第一和第二電磁螺線管分別包括圓柱形體軛、被設(shè)置在所述體軛一端面上的前軛、與所述前軛整體形成并被設(shè)置在所述體軛上的固定軛、被設(shè)置在所述體軛另一端面上的后軛、在軸向上被設(shè)置在所述體軛中間部位上的環(huán)形中心軛、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述前軛之間用于圍繞所述固定軛的第一環(huán)形電磁線圈、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述后軛之間的第二環(huán)形電磁線圈、一被插入穿過所述前軛和固定軛以便在軸向上運動并與所述操縱元件相連的操縱桿、被安裝在所述操縱桿的靠所述后軛一側(cè)的端部上的第一移動軛、被設(shè)置在所述操縱桿上以便在所述第一移動軛和所述固定軛之間滑動的第二移動軛、以及限制裝置，該限制裝置用于限制所述第二移動軛在所述第一移動軛移動范圍的中間位置向所述后軛移動。
全文摘要
一種電磁螺線管，其包括圓柱形體軛、被設(shè)置在所述體軛一端面上的前軛、與所述前軛整體形成的固定軛、被設(shè)置在所述體軛另一端面上的后軛、被設(shè)置在所述體軛中間部位上的環(huán)形中心軛、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述前軛之間的第一環(huán)形電磁線圈、沿所述體軛內(nèi)周面被設(shè)置在所述中心軛和所述后軛之間的第二環(huán)形電磁線圈、一被插入穿過所述前軛和固定軛以便運動的操縱桿、被安裝在所述操縱桿靠所述后軛一側(cè)的端部上的第一移動軛、被設(shè)置在所述操縱桿上以便在所述第一移動軛和所述固定軛之間滑動的第二移動軛、以及限制裝置，該限制裝置用于限制所述第二移動軛在所述第一移動軛移動范圍的中間位置向所述后軛移動。
文檔編號F16H63/34GK1497618SQ0316039
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者小林一彥 申請人:五十鈴自動車株式會社, 株式會社特朗斯特隆