換擋裝置的製作方法
2023-05-03 23:47:21 1
本發明涉及換擋技術領域，尤其涉及一種換擋裝置。
背景技術：
本部分的描述僅提供與本申請公開相關的背景信息，而不構成現有技術。
旋鈕式換擋裝置因可以使汽車內飾變的更加簡潔而受到歡迎，其主要包括安裝在主體支架腔室中的旋鈕機構，主體支架上表面設置有r、n、d擋位標識符，旋鈕機構上設置有面板，該面板上設置有p擋位標識符。旋鈕機構可以在主體支架的腔室在轉動，從而實現n、r、d三個不同擋位的切換，設置有p擋位標識符的面板被按下時可以實現駐車功能。
為使駕駛者在夜間或外界光線較弱的情況下仍能辨別出p擋位標識符進而實現駐車操作，目前的旋鈕式換擋裝置多採用在控制電路板對應旋鈕機構的下方位置設置光源，光源發出的光經由透光材料製成的旋鈕機構傳播並照射面板，籍以希冀突出顯示p擋位標識符。
然而，該已知實施例中，光源發出的光大部分被導向p擋位標識符所對應地旋鈕機構上端面，即光強度大多數集中在旋鈕機構的中心位置，而旋鈕機構的邊緣由於只有少量光照射而致使其被光照亮的程度較弱。
實際上，依照該已知實施例的旋鈕機構，通常只能在其上端邊緣處形成一個呈環形的且亮度較弱的光圈，而位於面板上的p擋位標識符(一般位於面板的中心位置)實質上並不能被照亮。具體的，光大多數集中在旋鈕機構的中心位置，而旋鈕機構的邊緣被光照亮的程度較弱。並且，面板一般為不透光材料製成，光無法透過面板達到p擋位標識符。如此，光照射面板後，面板周緣被照亮形成環形的光圈，而p擋位標識符一般由於位於面板中心位置而導致其突顯效果並不理想。
應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，並方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
技術實現要素：
基於前述的現有技術缺陷，本申請提供了一種換擋裝置，該換擋裝置能較佳地使其旋鈕機構上端面的中心位置以及邊緣被照亮；進一步地，該換擋機構能夠較為突出的顯示設置在旋鈕機構上的擋位標識部。
為了實現上述目的，本申請提供了如下的技術方案。
一種換擋裝置，包括：能被執行以周向轉動的旋鈕機構，所述旋鈕機構包括由透光材料製成的導光元件，所述導光元件具有供光射入的第一端以及供光射出的第二端，所述第二端設置下凹部，所述第二端的端面具有由所述下凹部圍合形成的第一目標區域以及位於所述下凹部外的第二目標區域；所述第一端對應設置有光源，所述光源發出的光能射入所述導光元件並至少部分地被導向所述下凹部，被導向所述下凹部的光能在所述下凹部與所述導光元件的交界處反射向所述第一目標區域以及所述第二目標區域。
優選地，所述第二端設置有周向連續的凹槽以形成所述下凹部。
優選地，所述第二端設置有多個沿周向間隔排布的凹槽以形成所述下凹部。
優選地，所述導光元件具有第一導光速度，所述下凹部中容置導光介質，所述導光介質具有第二導光速度，所述第二導光速度大於所述第一導光速度。
優選地，所述第二端設置有容置槽，所述容置槽中嵌設有面板，所述面板對應所述第一目標區域處設置有標識部。
優選地，所述面板由不透光材料製成，所述面板上設置有呈預定字符形狀的鏤空結構以形成所述標識部；或者，所述面板由透光材料製成，所述標識部設置在所述面板上並呈預定字符形狀。
優選地，所述容置槽涵蓋所述第一目標區域以及部分所述第二目標區域，從而所述第二端的邊緣形成周向凸起。
優選地，所述導光元件具有下端開口的容置腔；所述旋鈕機構還包括由不透光材料製成的光引導元件，所述光引導元件至少部分地設置在所述容置腔中。
優選地，所述光引導元件具有錐形部，所述錐形部設置在所述容置腔中，所述錐形部的尖銳端指向所述第一目標區域。
優選地，所述第一端向下延伸形成光導入部，多個所述光導入部的下端與所述光引導元件的下端沿所述旋鈕機構的軸向的高度差在預定範圍內。
優選地，所述光引導元件還具有位於所述錐形部下方的臺，多個所述光導入部圍合形成將所述臺收容在其中的空腔。
優選地，所述換擋裝置還包括主體支架，所述主體支架具有上端開口的腔室，所述導光元件至少部分地設置在所述腔室中；所述導光元件上設置有第一緩衝件，所述第一緩衝件與所述腔室的上埠相配合。
優選地，所述旋鈕機構能被執行以使所述導光元件在所述腔室中軸向移動；所述旋鈕機構和所述腔室之間偏壓設置有彈性件，所述彈性件向所述旋鈕機構施以向上的復位力。
優選地，所述腔室的內壁設置有沿徑向向內延伸的止擋部，所述旋鈕機構位於所述腔室內的外壁設置有卡扣，所述卡扣能在所述彈性件的作用下頂固所述止擋部。
優選地，所述卡扣包括基部以及與所述基部相連接的延伸部，所述基部設置在所述導光元件的外壁上，所述延伸部斜向上延伸且能沿徑向伸縮。
優選地，所述換擋裝置還包括電路板，所述光源設置在所述電路板上。
優選地，所述換擋裝置還包括：對應設置且相互配合的第二緩衝件和凸起；所述第二緩衝件設置在所述旋鈕機構的下端，所述凸起設置在所述電路板上；或者，所述第二緩衝件設置在所述電路板上，所述凸起設置在所述旋鈕機構的下端。
藉由以上的技術方案，本申請通過在導光元件的第二端設置下凹部，則被導向下凹部的光可以在下凹部與導光元件的交界處發生反射，從而光可以被導向大致位於導光元件中心位置的第一目標區域以及大致位於導光元件外緣的第二目標區域，從而實現旋鈕機構1上端面的中心位置以及邊緣均能被照亮的效果。
其它應用領域將根據本文中提供的描述而變得明顯。本發明內容的描述和具體示例僅旨在例示的目的，並非旨在限制本發明的範圍。
附圖說明
在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本申請公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本申請的理解，並不是具體限定本申請各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本申請的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本申請。在附圖中：
圖1為本申請實施方式的換擋裝置的俯視結構示意圖；
圖2為圖1中換擋裝置的a-a的剖視結構示意圖；
圖3為光在導光元件中傳播以及光在下凹部和導光元件的交界處反射的示意圖；
圖4為本申請實施方式的換擋裝置中旋鈕機構的立體結構示意圖；
圖5為本申請實施方式的換擋裝置中旋鈕機構與電路板裝配的立體結構示意圖。
具體實施方式
需要說明的是，當一個零部件被稱為「設置於」另一個零部件，它可以直接在另一個零部件上或者也可以存在居中的零部件。當一個零部件被認為是「連接」另一個零部件，它可以是直接連接到另一個零部件或者可能同時存在居中零部件。本文所使用的術語「垂直」、「水平」、「左」、「右」以及類似的表述是基於說明書附圖為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本申請。本文所使用的術語「和/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請一併參閱圖1至圖5，本申請實施方式提供了一種換擋裝置，其可以包括：能被執行以周向轉動的旋鈕機構1，旋鈕機構1包括由透光材料製成的導光元件11，導光元件11具有供光射入的第一端(如圖2所示的下端)以及供光射出的第二端(如圖2所示的上端)，第二端設置下凹部13，第二端的端面具有由下凹部13圍合形成的第一目標區域14以及位於下凹部13外的第二目標區域15；第一端對應設置有光源2，光源2發出的光能經空腔12射入導光元件11並至少部分地被導向下凹部13，被導向下凹部13的光能在下凹部13與導光元件11的交界處反射向第一目標區域14以及第二目標區域15。
本申請實施方式的換擋裝置，通過在導光元件11的第二端設置下凹部13，則被導向下凹部13的光可以在下凹部13與導光元件11的交界處發生反射，從而光可以被導向大致位於導光元件11中心位置的第一目標區域14以及大致位於導光元件11外緣的第二目標區域15，從而實現旋鈕機構1上端面的中心位置以及邊緣均能被照亮的效果。
如圖2所示，導光元件11截面大致呈「t」字形，製成導光元件11的透光材料例如可以包括但不限於pmma(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、pc(polycarbonate，聚碳酸酯)、petg等。
導光元件11的第一端即如圖2所示的下端對應豎直光源2，從而光源2發出的光可以經被導入導光元件11，並可以在透光材料製成的導光元件11中向上傳播。
如圖4所示，導光元件11的第一端可以向下延伸形成光導入部21，光導入部21可以供光源2發出的光照射，以將光導入導光元件11中。光導入部21可以呈周向連續的筒狀；或者，光導入部21可以呈塊狀體，且其數量為多個，多個呈塊狀體的光導入部21沿周向間隔排布，圖4示意性的示出了2個呈塊狀的光導入部21。依照上述兩個實施例的光導入部21可以限定出一個用於收容其他相關結構的空腔12。
通過導光元件11的第一端向下延伸形成的光導入部21，用以縮小導光元件11的受光端面與光源2之間的距離，從而最大限度的使光源2發出的光被導嚮導光元件11，以實現旋鈕機構1上端面的中心位置以及邊緣亮度儘可能的最大化。
由上述所列透光材料或其他透光材料製成的導光元件11具有第一導光速度，下凹部13中容置有導光介質，導光介質具有大於第一導光速度的第二導光速度。如此，相對於導光元件11的製成材料而言，下凹部13中容置的導光介質為光疏介質。根據光的反射原理，光由光密介質製成的導光元件11射向下凹部13中容置的光疏介質時，會在兩者的交界處發生反射，從而使光射向第一目標區域14和第二目標區域15。
下凹部13中容置的導光介質可以包括任意導光速度大於導光元件11的導光速度的流體介質，例如空氣或液體，本申請並不以此為限。
如圖3所示，下凹部13的縱截面大致呈平滑過渡的弧形，這樣可以在下凹部13和導光元件11的交界處形成多個法線不同的光入射面，如此同一光束或平行的多個光束入射到下凹部13和導光元件11的交界處時，入射角度將不盡相同，從而光被反射至不同方向，籍此光能夠較佳地被導向第一目標區域14和第二目標區域15即導光元件11的第二端端面，從而達到均勻照亮導光元件11第二端端面的目的。
下凹部13的形成方式可以為導光元件11的第二端設置的周向連續的凹槽，以此方式形成的下凹部13的俯視形狀可以呈環形(包括圓環形、橢圓環形)、多邊形等，並優選為圓環形等。在該實施例中，第二端端面位於下凹部13內部的區域為第一目標區域14，位於下凹部13外的區域為第二目標區域15。
下凹部13的形成方式還可以為導光元件11的第二端設置的多個凹槽，多個的凹槽可以以呈環形(包括圓環形、橢圓環形)、多邊形的形式沿周向間隔排布。同樣的，在該實施例中，以此方式形成的下凹部13所限定的內部區域即為第一目標區域14，下凹部13外的區域即為第二目標區域15。
圖2所示，為了使光源2發出的光經由導光元件11傳播被最大限度地導向下凹部13，在一個實施例中，導光元件11具有下端開口的容置腔16，容置腔16中收容至少部分地由不透光材料製成的光引導元件3。
在本實施例中，製成光引導元件3的不透光材料例如可以包括但不限於pom(polyformaldehyde，聚甲醛)、pbt(polybutyleneterephthalate，聚對苯二甲酸丁二醇酯)、pa66(聚醯胺66或尼龍66)等。
如圖2所示，在一個實施例中，光引導元件3可以具有上端為尖銳端的錐形部31以及位於該錐形部31下方的呈柱狀或稜狀的臺32；或者，在另一個實施例中，上端為尖銳端的錐形部31可以被縱長延伸的柱體部替換。其中，臺32位於由光導入部21所限定的空腔12中，錐形部31或者柱體部經開口插設在導光元件11的容置腔16中，錐形部31或者柱體部的上端指向第一目標區域14。由於錐形部31或者柱體部不透光，從而可以避免光線透過，引導光在導光元件11中傳播，使光匯聚至第一目標區域14和下凹部13交界處，儘可能避免光的強度損失。
光引導元件3與導光元件11的連接方式可以為過盈配合、膠水粘結、雙色或包膠注塑等，其中雙色或包膠注塑是成本較低且效果較佳的優選方式。
如上述描述，光導入部21優選為多個沿周向間隔排布的塊狀體，並且多個呈塊狀體的光導入部21的厚度沿從上至下的方向逐漸減小，從而多個光導入部21所限定出的空腔12大致呈上小下大的喇叭狀。藉助該結構設計，通過上述任意一種成型方式實現光引導元件3與導光元件11的連接，成型工藝難度得以降低，加工變的較為方便。
繼續承接上文描述，在考慮安裝空間以及旋鈕機構1向下行程的提前下，可以使光導入部21儘可能靠近光源2。實際中，可以將多個光導入部21的下端與光引導元件11的下端沿旋鈕機構1的軸向的高度差控制在預定範圍內，該預定範圍例如可以為0至10毫米。舉例為，當高度差為0毫米時，多個光導入部21的下端與光引導元件11的下端相平齊；當高度差為2或5或7毫米時，可以為光導入部21的下端在豎直方向上高出或低於光引導元件11的下端2或5或7毫米。
由下文描述，用於限定旋鈕機構1向下行程的凸起20可以設置在光引導元件3的臺32的下端。因此，優選使多個光導入部21的下端略高於光引導元件11的下端，例如，多個光導入部21的下端可以高出光引導元件11的下端大約2至5毫米。以在光引導元件11的下端頂觸凸起20時，旋鈕機構1的向下行程達到下死點，避免光導入部21與光源2發生碰撞，防止光源2被損壞。
如圖1所示，換擋裝置還包括主體支架4，主體支架4具有上端開口的腔室41，導光元件11至少部分地設置在腔室41中，實際中，對應可升降式的旋鈕換擋裝置，導光元件11可以被完全收納在腔室41中，並在需要使用時由腔室41中升起。而對應非可升降式的如圖2所示意的旋鈕換擋裝置而言，導光元件11為部分設置在腔室41，其第二端即上端則伸出腔室41。
主體支架4上設置有r、n、d擋位標識符，導光元件11能在腔室41中轉動以及軸向移動。當旋鈕機構1被執行使得導光元件11轉動時，可以實現n、r、d三個不同擋位的切換。進一步地，呈「t」字形的導光元件11的第二端即上端外圈可以設置有手控轉圓環17，手控轉圓環17外側設置有凹凸的紋路，以增大摩擦便於駕駛者進行旋轉操作。
如圖2所示，導光元件11的第二端可以形成有容置槽18，容置槽18涵蓋第一目標區域14的全部所在區域以及第二目標區域15的部分區域，從而在第二端的邊緣形成周向凸起19，周向凸起19為導光元件11自身結構的一部分，也是由透光材料製成。容置槽18中可以嵌設有大致可呈圓形的面板5，周向凸起19的內壁限定面板5的容置區域，面板5對應第一目標區域14處設置有標識部51。
當設置有標識部51的面板5被按下而帶動旋鈕機構1在向下移動時，可以實現相應地擋位功能。如圖1和圖5所示，在一個具體的應用場景中，r、n、d擋位標識符設置在主體支架4上時，標識部51可以為p擋位標識符，那麼當面板5被按下時，可以實現駐車功能。
需要說明的是，標識部51並不僅僅限於上述所列場景。實際中，r、n、d、p四個擋位標識符中的任意一個設置在面板5上作為所述標識部51，另外三個設置在主體支架4上均是可行的。
面板5可以由不透光材料製成，面板5上設置有呈預定字符形狀例如p字符形狀的鏤空結構以形成標識部51。在該實施例中，由於光在下凹部13與導光元件11的交界處被反射向第一目標區域14以及第二目標區域15，且由於面板5由不透光材料製成，從而實際中得到面板5邊緣即周向凸起19以及標識部51被照亮的視覺效果。
面板5也可以由透光材料製成，標識部51設置在面板5上並呈預定字符形狀例如p字符形狀。在該實施例中，由於面板5透光，實際中得到整個面板5(包括設置在面板5上的標識部51)以及周向凸起19均被照亮的視覺效果。通常上述兩個實施例,可以較為突出的顯示標識部51。
請一併參閱圖2和圖4，為了對旋鈕機構1在腔室41中的向下行程進行限制，光引導元件3上設置有第一緩衝件6，第一緩衝件6與腔室41的上埠411相配合。第一緩衝件6大致呈圓環狀，當旋鈕機構1由於面板5被按下而向下移動時，第一緩衝件6可以頂觸腔室41的上埠411，以限制旋鈕機構1繼續向下移動。進一步地，第一緩衝件6可以由柔彈性材料例如橡膠製成，從而可以緩衝旋鈕機構1的下行速度，避免旋鈕機構1與腔室411的上埠411之間發生剛性接觸。
進一步地，為了在旋鈕機構1被執行以使導光元件11在腔室41中軸向移動後旋鈕機構1能夠復位，旋鈕機構1和腔室41之間偏壓設置有彈性件7，彈性件7能夠向旋鈕機構1施以向上的復位力。彈性件7可以為螺旋彈簧，其可以套設在導光元件11外，一端頂固旋鈕機構1，另一端頂固在腔室41的內壁上。
請一併參閱圖2和圖4，為了對旋鈕機構1在腔室41中的向上行程進行限制，腔室41的內壁設置有沿徑向向內延伸的止擋部42，該止擋部42可以為腔室41的內壁向內延伸形成的、且在周向上連續或者不連續的凸起。旋鈕機構1位於腔室41內的外壁即導光元件11的外壁設置有卡扣8，卡扣8能在彈性件7的作用下頂固止擋部42。
卡扣8可以為多個，多個卡扣8可以沿周向均勻間隔地設置在旋鈕機構1的外壁。卡扣8可以包括大致可呈橫向條塊狀的基部81以及與基部81相連接且大致可呈斜向上延伸的條塊狀的延伸部82，基部81設置在旋鈕機構1位於腔室41內的外壁上，其下端面可供彈性件7頂固，延伸部82斜向上延伸與止擋部42相配合，在彈性件7的作用下延伸部82可以頂固在止擋部42的下表面。
進一步地，為使設置有卡扣8的旋鈕機構1能順利地安裝入腔室41中，止擋部42的上表面呈下降的坡面，並且延伸部82沿徑向能夠伸縮移動。如此，當旋鈕機構1下入到腔室41中至延伸部82與止擋部42的上表面相接觸時，延伸部82可以在止擋部42的上坡面滑動發生徑向收縮，以使延伸部82能順利進入止擋部42下方，實現旋鈕機構1的安裝。
請一併參閱圖2和圖5，換擋裝置還可以包括電路板9，光源2設置在電路板9上。電路板9上可以設置有用於實現換擋功能所必需的電子元器件，本申請在此不作詳述，電路板9可以為光源2提供設置以及支撐位置。在本實施例中，光源2可以為任意合適現有的構造，例如可以為led發光二極體，本申請對此不作限定。
請一併參閱圖2和圖4，為實現對旋鈕機構1在腔室41中的向下行程的進一步輔助限制，換擋裝置還可以包括對應設置且相互配合的第二緩衝件10和凸起20，第二緩衝件10可以設置在旋鈕機構1的下端，相應地，凸起20設置在電路板9上；或者，第二緩衝件10可以設置在電路板9上，相應地，凸起20設置在旋鈕機構1的下端，具體的，凸起20可以設置在光引導元件3的臺32的下端。
第二緩衝件107大致可呈豎直延伸的柱狀，其同樣可由柔彈性材料例如橡膠製成。凸起20大致呈圓臺32狀或稜台32狀。當旋鈕機構1由於面板5被按下而向下移動時，第二緩衝件10可以頂觸在凸起20上，從而可以對旋鈕機構1的向下形成進行限制，且由於第二緩衝件10具有緩衝旋鈕機構1的下行速度的作用，其可以避免旋鈕機構1與電路板9之間發生剛性接觸。
需要說明的是，在本申請的描述中，術語「第一」、「第二」等僅用於描述目的和區別類似的對象，兩者之間並不存在先後順序，也不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本申請的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。
本申請中引用的任何數字值都包括從下限值到上限值之間以一個單位遞增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之間存在至少兩個單位的間隔即可。舉例來說，闡述的距離的值是從0到10，優選從2到8，更優選從3到7，則目的是為了說明該說明書中也明確地列舉了的諸如0、2、5、7等值。這些僅僅是想要明確表達的示例，可以認為在最低值和最高值之間列舉的數值的所有可能組合都是以類似方式在該說明書明確地闡述了的。
除非另有說明，所有範圍都包括端點以及端點之間的所有數字。與範圍一起使用的「大約」、「近似」、「略」等適合於該範圍的兩個端點。因而，「大約2到5」旨在覆蓋「大約2到大約5」，至少包括指明的端點。
應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的範圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照前述權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部範圍來確定。在前述權利要求中省略這裡公開的主題的任何方面並不是為了放棄該主體內容，也不應該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。