电磁元件及换档装置

摘要

本发明提供电磁元件及换档装置，能够减少成本。在电磁元件（38）中，在插棒式铁心（52）向磁轭（40）内的移动被卡止的状态下，线圈（50）通电。由此，在线圈（50）被通电时，只要能够通过磁力阻止插棒式铁心（52）向磁轭（40）外的移动即可，不需要通过磁力来使插棒式铁心（52）向磁轭（40）内移动，所以不需要通过以往的磁心来增加对插棒式铁心（52）作用的向磁轭（40）内的移动力。因此，不在框体（42）中组装以往的磁心，能够减少部件个数，能够降低成本。

权利要求

1.一种电磁元件，其特征在于，具备：

线圈，构成为能够通电；

插棒式铁心，设置于所述线圈内，在所述线圈被通电时被作用向一侧的移动力；以及框体，收容有所述插棒式铁心，在与所述插棒式铁心接触而将所述插棒式铁心向一侧的移动卡止的状态下，所述线圈通电，在所述框体中未组装磁心。

2.一种换档装置，其中，具备：

换档部件，通过被操作而变更档位；

电磁元件，具有：线圈，构成为能够通电；插棒式铁心，设置于所述线圈内，在所述线圈被通电时被作用向一侧的移动力；和框体，收容有所述插棒式铁心，在与所述插棒式铁心接触而将所述插棒式铁心向一侧的移动卡止的状态下，所述线圈通电；以及阻止机构，切换所述线圈的通电和非通电来切换所述插棒式铁心向另一侧的移动的阻止和允许，由此切换所述换档部件的从规定档位开始的操作的阻止和允许，在所述框体中未组装磁心。

说明书

电磁元件及换档装置

技术领域

[0001] 本发明涉及在线圈被通电时插棒式铁心被作用向一侧的移动力的电磁元件及具备该电磁元件的换档装置。

背景技术

[0002] 在下述专利文献1中记载的变速杆装置具备作为电磁铁的磁铁，在磁铁设有插棒式铁心（可动铁心）的情况下，插棒式铁心设于线圈内，并且插棒式铁心及线圈收容在框体（磁轭）中。因此，磁铁（线圈）被通电而对线圈产生磁力，从而插棒式铁心被作用向框体内（线圈内）的移动力而阻止了插棒式铁心向框体外（线圈外）的移动，并且，磁铁（插棒式铁心）对磁轭板进行吸附。

[0003] 在磁铁被通电而阻止了插棒式铁心向框体外的移动并且磁铁将磁轭板吸附时，允许变速杆从“P”档位置开始的操作。另一方面，在磁铁未被通电而允许插棒式铁心向框体外的移动并且磁铁未将磁轭板吸附时，阻止变速杆从“P”档位置开始的操作。

[0004] 在此，在磁铁中，磁心（固定铁心）被组装在框体中，与插棒式铁心配置在同轴上，在磁铁被通电时，对插棒式铁心作用基于向磁心的磁力的吸附力，由此，增加了对插棒式铁心作用的向框体内的移动力。

[0005] 然而，在该变速杆装置中，磁轭板由于作用力而与磁铁（插棒式铁心）面接触，由此，插棒式铁心与磁心接触，在插棒式铁心向框体内的移动被卡止的状态下，磁铁被通电。由此，在磁铁被通电时，只要能够阻止插棒式铁心向框体外的移动即可（只要能够将插棒式铁心保持在框体内即可），不需要使插棒式铁心向框体内移动（吸引），所以不需要通过磁心来增加对插棒式铁心作用的向框体内的移动力。

[0006] 此外，在磁铁中，如果能够构成为不在框体中组装磁心，则能够减少部件个数，能够降低成本。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：日本特开2011－168264号公报

发明内容

[0010] 本发明考虑上述情况，其目的在于获得一种能够降低成本的电磁元件及换档装置。

[0011] 技术方案1所述的电磁元件具备：线圈，构成为能够通电；插棒式铁心，设置于所述线圈内，在所述线圈被通电时被作用向一侧的移动力；以及框体，收容有所述插棒式铁心，在与所述插棒式铁心接触而将所述插棒式铁心向一侧的移动卡止的状态下，对所述线圈通电。

[0012] 技术方案2所述的换档装置具备：换档部件，通过被操作而变更档位；电磁元件，具有：线圈，构成为能够通电；插棒式铁心，设置于所述线圈内，在所述线圈被通电时被作用向一侧的移动力；和框体，收容有所述插棒式铁心，在与所述插棒式铁心接触而将所述插棒式铁心向一侧的移动卡止的状态下，对所述线圈通电；以及阻止机构，切换所述线圈的通电和非通电而切换所述插棒式铁心向另一侧的移动的阻止和允许，由此，切换所述换档部件的从规定档位开始的操作的阻止和允许。

[0013] 发明效果

[0014] 在技术方案1所述的电磁元件中，在线圈内设有插棒式铁心，在线圈被通电时，插棒式铁心被作用向一侧的移动力。此外，插棒式铁心被收容在框体中。

[0015] 在此，插棒式铁心与框体接触，在插棒式铁心向一侧的移动被卡止的状态下，线圈被通电。由此，在线圈被通电时，不需要使插棒式铁心向一侧移动，因此不需要增加对插棒式铁心作用的向一侧的移动力。

[0016] 因而，构成为插棒式铁心与框体接触而使插棒式铁心向一侧的移动被卡止，并构成为不在框体中组装磁心。由此，能够减少部件个数，能够降低成本。

[0017] 在技术方案2记载的换档装置中，电磁元件在线圈内设有插棒式铁心，在线圈被通电时，插棒式铁心被作用向一侧的移动力。此外，插棒式铁心被收容在框体中。

[0018] 而且，在阻止机构中，对线圈的通电和非通电进行切换，来切换插棒式铁心向另一侧的移动的阻止和允许，由此，切换换档部件的从规定档位开始的操作的阻止和允许。

[0019] 在此，插棒式铁心与框体接触，在插棒式铁心向一侧的移动被卡止的状态下，线圈被通电。由此，在线圈被通电时，只要能够阻止插棒式铁心向另一侧的移动即可，不需要使插棒式铁心向一侧移动，所以不需要增加对插棒式铁心作用的向一侧的移动力。

[0020] 因而，构成为插棒式铁心与框体接触而使插棒式铁心向一侧的移动被卡止，并构成为不在框体中组装磁心。由此，能够减少部件个数，能够降低成本。

附图说明

[0021] 图1是从上方观察到的表示本发明的实施方式所涉及的变速杆装置的换档锁止机构的换档锁止时的俯视图。

[0022] 图2是从上方观察到的表示本发明的实施方式所涉及的变速杆装置的换档锁止机构的换档锁止解除时的俯视图。

[0023] 图3是从上方观察到的表示本发明的实施方式所涉及的变速杆装置的俯视图。

[0024] 图4是从上方观察到的表示本发明的实施方式所涉及的变速杆装置的换档锁止机构的电磁元件的剖视图。

[0025] 图5是表示在本发明的电磁元件中插棒式铁心的远离行程与插棒式铁心的移动力之间的关系的图表。

[0026] 图6是表示以往的电磁元件的剖视图。

[0027] 图7是表示在以往的电磁元件和本发明的电磁元件中对线圈的施加电压和对插棒式铁心的向磁轭内的保持力之间的关系的图表。

具体实施方式

[0028] 图1示出了从上方观察作为本发明的实施方式所涉及的换档装置的变速杆装置10的主要部分的俯视图，图3示出了从上方观察变速杆装置10的俯视图。另外，在附图中，用箭头FR表示车辆前方，用箭头RH表示车辆右方，用箭头UP表示上方。

[0029] 本实施方式所涉及的变速杆装置10构成为所谓地板式且定位板式变速杆。

[0030] 如图3所示，在变速杆装置10中，设有作为设置部件的大致长方体箱状的壳体12，壳体12设置在车辆的车室中的地面部（地板）的车辆前侧部且车辆左右方向（车宽度方向）中央部。壳体12的上壁作为板状的外壳14，外壳14上贯穿形成有作为操作路径的规定的弯曲形状的操作槽16。

[0031] 变速杆装置10中设有作为换档部件的大致长圆棒状的变速杆18。变速杆18在下端被支撑于壳体12内的下端，变速杆18以下端为中心，能够向车辆前后方向及车辆左右方向进行操作（转动）。

[0032] 变速杆18的上侧部分贯穿外壳14的操作槽16，变速杆18沿着操作槽16被操作，从而能够将档位变更为作为规定档位的“P”档位置、“R”档位置、“N”档位置、“D”档位置、“3”档位置、“2”档位置、及“L”档位置。此外，在要将变速杆18从“P”档位置向“R”档位置操作时，向车辆右方（车宽度方向一侧）操作而到达“PS”位置之后再向车辆后方及车辆左方（车宽度方向另一侧）地依次操作变速杆18。

[0033] 在壳体12内，固定有图1所示的换档锁止机构20（换档锁止单元），换档锁止机构20配置在外壳14的操作槽16的“PS”位置的下侧及车辆前侧。

[0034] 换档锁止机构20中设有阻止机构22。

[0035] 阻止机构22在车辆前侧部分设有作为配置部件的大致长方体状的第一联杆24。第一联杆24在车辆前侧且车辆右侧的端部被圆轴状的转动轴26支撑成能够转动，第一联杆24能够在初始位置即允许位置（图1中以实线表示的锁止解除位置）和阻止位置（图1中以双点划线表示的锁止位置）之间向车辆左右方向转动。

[0036] 第一联杆24的转动轴26中设有作为构成施力构件的第一施力构件的第一回动弹簧28，第一回动弹簧28为受扭螺旋弹簧，将第一联杆24向车辆左侧施压。

[0037] 第一联杆24的车辆后侧部分中固定有圆轴状的支撑轴30，支撑轴30从第一联杆24向下方突出。

[0038] 在第一联杆24的车辆后侧设有作为移动部件的U字形棒状的第二联杆32，第二联杆32在基端部32A（车辆前侧端部）被第一联杆24的支撑轴30支撑成能够转动。

[0039] 第一联杆24的支撑轴30中设有作为构成施力构件的第二施力构件的第二回动弹簧34，第二回动弹簧34为受扭螺旋弹簧，架设在第一联杆24和第二联杆32之间。第二回动弹簧34将第二联杆32向车辆左侧推压，第二联杆32的转动被第一联杆24卡止（限制）。由此，第二联杆32被配置在初始位置，第二联杆32的前端部32B（车辆后侧端部）被配置在外壳14的操作槽16的“PS”位置的下侧。此外，第二回动弹簧34的作用力比第一回动弹簧28的作用力大。

[0040] 第二联杆32的前端部32B的车辆左侧面构成作为阻止部的平面状的锁止面32C，锁止面32C配置成与车辆左右方向垂直。在变速杆18被从“P”档位置操作而到达“PS”位置时，通过变速杆18将第二联杆32的锁止面32C向车辆右侧按压。另外，也可以是，锁止面32C随着朝向车辆前方而在朝向车辆右方或车辆左方的方向上倾斜。

[0041] 在第二联杆32的车辆后侧端的车辆右侧固定有作为卡止部件的平板状的卡止板36，卡止板36的车辆左侧面配置成与车辆左右方向垂直。此外，在第二联杆32的车辆后侧端以外的部分的车辆右侧不配置卡止板36。另外，卡止板36也可以由强度比外壳14高且贯穿形成有定位板槽的板状的强度定位板的一部分（包括定位板槽的周边）构成，定位板槽形成为与上述操作槽16大致相同的形状，并且变速杆18贯穿该定位板槽。

[0042] 在阻止机构22（第一联杆24）的车辆前侧固定有作为吸附构件及切换构件的电磁元件38（电磁铁），电磁元件38将第一联杆24基于第一回动弹簧28的作用力而进行的转动卡止，将第一联杆24卡止在允许位置。

[0043] 如图4所示，电磁元件38中设有作为收容部件的长方体箱状的磁轭40，磁轭40为金属制（例如铁制）磁性体。磁轭40中设有作为第一磁轭的有底矩形筒状的框体42，框体42的车辆前侧壁作为平板状的底壁42A（接触部），并且车辆后侧面开放。磁轭40中设有作为第二磁轭的矩形板状的板44，板44将框体42的车辆后侧面关闭。板44上贯穿形成有圆形的贯穿孔46，贯穿孔46与磁轭40配置在同一轴上。

[0044] 磁轭40内收容有树脂制的线圈框48。线圈框48中设有圆筒状的卷筒48A，卷筒48A架设在框体42的底壁42A和板44之间。卷筒48A与磁轭40配置在同一轴上，卷筒48A内的整体与板44的贯穿孔46的整体相对置。卷筒48A的车辆前侧端及车辆后侧端在外周一体地设有外形为矩形板状的凸缘部48B，一对凸缘部48在分别与框体42的底壁42A及板
44接触的状态下嵌合在磁轭40内（框体42内）。

[0045] 线圈框48的卷筒48A上卷绕有导电体即金属制（例如铜制）的线圈50，由此在线圈框48上安装有线圈50。

[0046] 在线圈框48的卷筒48A内及板44的贯穿孔46内嵌合有磁性体即金属制（例如铁制）且圆柱状的插棒式铁心52（可动铁心），插棒式铁心52能够在卷筒48A内及贯穿孔46内移动（滑动）。插棒式铁心52的前端部52A（车辆后侧端部）从板44向车辆后侧突出，与第一联杆24连结，第一联杆24通过插棒式铁心52的移动而能够转动。插棒式铁心52经由第一联杆24而被作用第一回动弹簧28的作用力，插棒式铁心52的基端部52B（车辆前侧端部）与框体42的底壁42A面接触。

[0047] 电磁元件38的线圈50与车辆的控制装置54电连接。控制装置54与车辆的制动器56电连接，通过制动器56被操作，而将车辆制动。

[0048] 在制动器56被进行了操作的状态下，通过控制装置54的控制，使得电磁元件38的线圈50被通电，线圈50产生磁力，从而，对插棒式铁心52作用基于磁力的向磁轭40内（线圈50内、车辆前侧）的移动力，阻止插棒式铁心52向磁轭40外（线圈50外、车辆后侧）的移动（将插棒式铁心52保持在磁轭40内）。由此，通过电磁元件38阻止了第一联杆24向车辆右侧（阻止方向）的转动，从而第一联杆24被保持在允许位置，成为允许状态（锁止解除状态）。

[0049] 上述第二回动弹簧34的作用力被设置成比由电磁元件38产生的阻止插棒式铁心52向磁轭40外移动的阻止力（对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力）和第一回动弹簧
28的作用力的总和小。因而，在如上述那样通过电磁元件38将第一联杆24保持在允许位置的状态下，第二联杆32能够克服第二回动弹簧34的作用力而转动，第二联杆32的锁止面32C能够向车辆右侧且车辆前侧（允许方向）转动。

[0050] 另一方面，在制动器56未被操作的状态下，通过控制装置54的控制，电磁元件38的线圈50不被通电，线圈50不产生磁力，从而，不对插棒式铁心52作用基于磁力的向磁轭40内的移动力，允许插棒式铁心52向磁轭40外的移动。由此，第一联杆24向车辆右侧的转动被允许，从而，第一联杆24能够从允许位置朝向阻止位置转动，成为阻止状态（锁止状态）。

[0051] 接下来，对本实施方式的作用进行说明。

[0052] 在以上的结构的变速杆装置10中，在变速杆18被从“P”档位置操作而到达“PS”位置时，变速杆18将第二联杆32的锁止面32C向车辆右侧按压。

[0053] 在制动器56未被操作的状态下，通过控制装置54的控制，使得电磁元件38的线圈50不被通电，允许电磁元件38的插棒式铁心52向磁轭40外的移动。此外，第二回动弹簧34的作用力相比于第一回动弹簧28的作用力被设置得较大。

[0054] 因而，在由变速杆18将第二联杆32的锁止面32C向车辆右侧进行了按压时，如图1的双点划线所示，在第二联杆32克服第二回动弹簧34的作用力而相对于第一联杆24进行的转动被阻止的状态下，第一联杆24及第二联杆32克服第一回动弹簧28的作用力而向车辆右侧转动，将第一联杆24配置在阻止位置并且将第二联杆32卡止于卡止板36。由此，第二联杆32基于变速杆18的按压力而进行的转动被卡止板36卡止，第二联杆32的锁止面32C不向车辆右侧并且车辆前侧转动，从而，通过第二联杆32的锁止面32C阻止变速杆
18向“PS”位置的操作，阻止变速杆18的从“P”档位置向“R”档位置的操作（锁止）。

[0055] 另一方面，在制动器56被进行了操作的状态下，通过控制装置54的控制，使得电磁元件38的线圈50被通电，阻止电磁元件38的插棒式铁心52向磁轭40外的移动。此外，第二回动弹簧34的作用力相比于第一回动弹簧28的作用力和由电磁元件38产生的阻止插棒式铁心52向磁轭40外的移动的阻止力的总和，被设置得较小。

[0056] 因而，在由变速杆18将第二联杆32的锁止面32C向车辆右侧进行了按压时，如图2中的双点划线所示，在第一联杆24及第二联杆32的克服第一回动弹簧28的作用力及由电磁元件38产生的阻止插棒式铁心52向磁轭40外移动的阻止力而向车辆右侧进行的转动被阻止的状态（第一联杆24配置在允许位置的状态）下，第二联杆32克服第二回动弹簧
34的作用力而转动，第二联杆32不被卡止于卡止板36。由此，第二联杆32的锁止面32C向车辆右侧且车辆前侧转动，从而，允许变速杆18的向“PS”位置的操作，允许变速杆18的从“P”档位置向“R”档位置的操作（锁止解除）。

[0057] 在此，在电磁元件38中，插棒式铁心52经由第一联杆24被作用第一回动弹簧28的作用力，从而，插棒式铁心52的基端部52B与框体42的底壁42A面接触，在插棒式铁心52向磁轭40内（车辆前侧）的移动被卡止的状态下，线圈50被通电。由此，在线圈50被通电时，只要能够通过磁力来阻止插棒式铁心52向磁轭40外（车辆后侧）的移动即可（只要能够通过磁力将插棒式铁心52保持在磁轭40内即可），不需要通过磁力使插棒式铁心52向磁轭40内移动（吸引），所以不需要通过以往的磁心72（固定铁心，参照图6）来增加对插棒式铁心52作用的向磁轭40内的移动力。

[0058] 因而，构成为插棒式铁心52的基端部52B与框体42的底壁42A面接触而将插棒式铁心52向磁轭40内的移动卡止，并构成为在框体42的底壁42A不组装以往的磁心72。由此，在电磁元件38中，能够减少部件个数，并且不再需要特别通过铆接在框体42的底壁
42A组装磁心72，从而能够减少组装工序，能够降低成本。

[0059] 此外，由于在电磁元件38中没有设置以往的磁心72，因此能够减少电磁元件38的品质（例如由线圈50的通电产生的对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力、以及在线圈50的通电结束后残留的对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力）中的偏差要素。因而，能够使电磁元件38的品质稳定。

[0060] 而且，在电磁元件38中，由于在线圈框48的卷筒48A内没有配置以往的磁心72，因此能够较长地设置插棒式铁心52的轴向长度。

[0061] 因而，能够增大插棒式铁心52的质量，不对线圈50通电而能够通过插棒式铁心52使第一联杆24及第二联杆32以转动轴26为中心一体转动时的第一联杆24及第二联杆32的重心位置向插棒式铁心5两侧移动而接近转动轴26。由此，能够使第一联杆24及第二联杆32的一体转动平滑地进行，能够通过卡止板36适当地将第二联杆32的转动卡止，能够适当地阻止变速杆18的向“PS”位置的操作。

[0062] 并且，能够较长地设置将插棒式铁心52向线圈框48的卷筒48A进行引导（插入）的轴向长度，能够减小插棒式铁心52相对于卷筒48A的倾斜量（位置的偏差）。

[0063] 另外，在本实施方式中，将插棒式铁心52的基端部52B形成为圆柱状。然而，也可以是，将插棒式铁心52的基端部52B形成为例如圆锥台状，使插棒式铁心52的基端部52B的直径随着朝向插棒式铁心52的基端侧而减小。

[0064] 而且，在本实施方式中，第一联杆24及第二联杆32能够转动。然而，也可以是使第一联杆24及第二联杆32的至少一方能够滑动。

[0065] 此外，在本实施方式中，在能够将变速杆18向交叉的多个方向进行操作的定位板式的变速杆装置10中应用了换档锁止机构20。然而，也可以应用在仅能将变速杆18向一个方向进行操作的直排式的变速杆装置中。

[0066] 特别是，在该情况下，也可以是，在通过操作在变速杆18的上端（前端）设置的操作按钮而使槽销（grooved pin）（移动部件）移动、从而使变速杆18的从“P”档位置（规定档位）开始的操作成为可能的结构中，换档锁止机构20对槽销的移动的阻止和允许进行切换，从而对换档锁止机构20的从“P”档位置开始的操作的阻止和允许进行切换。

[0067] 而且，在本实施方式中，构成为将变速杆装置10设为地板式而设置在车室的地面部。然而，也可以是，构成为将变速杆装置10设置于车辆的转向柱，或者构成为将变速杆装置10设置于车辆的仪表板。

[0068] （第一实验例）

[0069] 图5是表示横轴所表示的插棒式铁心52从框体42底壁42A的沿轴向的远离行程和纵轴所表示的对插棒式铁心52的向磁轭40内的吸引力（移动力）之间的关系的图表。而且，在图5中，（A）表示插棒式铁心52的基端部52B形成为圆柱状的情况，（B）～（D）表示插棒式铁心52的基端部52B形成为圆锥台状的情况，在（B）的情况下，插棒式铁心52的基端部52B中的母线相对于轴线的倾斜角度为45°，在（C）的情况下，插棒式铁心52的基端部52B中的母线相对于轴线的倾斜角度为25°，在（D）的情况下，插棒式铁心52的基端部52B的最大直径与插棒式铁心52在基端部52B附近的直径相比形成得较小。

[0070] 如图5所示，插棒式铁心52的基端部52B在（A）～（D）的哪个情况下都是，若减小插棒式铁心52从框体42的底壁42A沿轴向的远离行程，则能够增大对插棒式铁心52的向磁轭40内的吸引力。此外，在将插棒式铁心52从框体42底壁42A沿轴向的远离行程非常小（大致为0）时，对插棒式铁心52的向磁轭40内的吸引力按照插棒式铁心52的基端部52B为（C）、（D）、（B）、（A）的情况的顺序依次增大。

[0071] （第二实验例）

[0072] 图6中以剖视图示出了以往的电磁元件70。而且，图7是表示在以往的电磁元件70（设有磁心72）和本发明的电磁元件38（未设有磁心72）中，横轴所表示的对线圈50的施加电压和纵轴所表示的对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力（为了使插棒式铁心52从向磁轭40内的移动被磁心72或框体42的底壁42A卡止了的状态向磁轭40外移动，而需要对插棒式铁心52作用的移动力）之间的关系的图表。

[0073] 如图6所示，在以往的电磁元件70中，以位于同一轴上的方式在框体42的底壁42A组装有有底圆筒状的磁心72，磁心72嵌合在线圈框48的卷筒48A内。磁心72内形成为与磁心72位于同一轴上的圆锥台状而随着朝向底壁42A侧而直径减小，并且，与底壁42A相反的一侧被开放。插棒式铁心52的基端部52B形成为圆锥台状，直径随着朝向插棒式铁心52的基端侧而减小，并且，最大直径与插棒式铁心52位于基端部52B附近的直径相比形成得较小，插棒式铁心52的基端部52B能够插入磁心72内。

[0074] 在本第二实验例中，本发明的电磁元件38的插棒式铁心52被设成与以往的电磁元件70的插棒式铁心52相同。

[0075] 如图7所示，在本发明的电磁元件38中，不管对线圈50的施加电压如何，对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力相对于以往的电磁元件70而言的减少量都很小。并且，在本发明的电磁元件38中，即使对线圈50的施加电压变大，对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力相对于以往的电磁元件70而言的减少量也只是增加少许。

[0076] 由此，在本发明的电磁元件38中，无论对线圈50的施加电压如何都能够较高地保持对插棒式铁心52的向磁轭40内的保持力，能够扩大可应用本发明的电磁元件38的装置的范围。

[0077] 标记说明

[0078] 10 变速杆装置（换档装置）

[0079] 18 变速杆（换档部件）

[0080] 22 阻止机构

[0081] 38 电磁元件

[0082] 42 框体

[0083] 50 线圈

[0084] 52 插棒式铁心