JP2006347305A - シフト装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 乗車時にシフトレバーの位置に関して配慮せずに済む自動変速機のシフト装置を提供する。
【解決手段】 駐車スイッチSWには、斜面51a,51bを有する解除部51が設けられ、シフトレバー5には、斜面51a,51bに対向する位置に凸部21aが設けられている。凸部21aは、シフトレバー5がディテント40の凹面40bに保持されたときに、斜面51a,51bに当接するようになっている。駐車スイッチSWが押圧操作されると、斜面51a,51bが下降する際の移動力に基づいて凸部21aが横方向に押圧されて、プランジャ22が凹面40bを乗り越えて凹面40aに移動する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、車両に搭載される変速機のシフト装置に関する。
車両に搭載される自動変速機のシフト装置として、近年では、装置の小型化や操作力の低減化において有利な、いわゆるシフトバイワイヤ(Shift By Wire)方式のものが注目されており、その従来例が特許文献1乃至3に記載されている。シフトバイワイヤ方式は、シフトレバーの位置をセンサ等で検知し、その検知信号に基づきアクチュエータで自動変速機のレンジを切り換える。つまり機械的制御ではなく電気的制御により自動変速機のレンジを切り換える構成であるため、シフトレバーの操作態様についても設計の自由度が広がり、例えば、所定のシフト位置に入れたシフトレバーから手を離すと、シフトレバーが中立位置(ホームポジション)まで自動的に復帰する、いわゆるモーメンタリ機能を持たせることができる。
さて、自動変速機での一般的な選択レンジの例として、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、後進レンジ及びローレンジが挙げられ(なお、パーキングレンジは自動変速機をロックするレンジであり、自動変速機における選択レンジとは異なる)、この場合、シフトレバーのシフト位置もこれら各レンジに合わせてそれぞれ、ニュートラル位置、ドライブ位置、リバース位置及びロー位置が形成される。シフトバイワイヤ方式のシフト装置では、これら全シフト位置において前記モーメンタリ機能を持たせることも可能となり、これにより、シフトレバーを操作時以外、常に同一箇所に位置させることができるので、シフト操作性の向上が見込まれる。
しかし一方で、シフトレバーを常に同一箇所に位置させる構造とすると、運転者にとって、現在の自動変速機のレンジがどのレンジに切り換わっているのか判りづらいという問題がある。特にこの問題は車両の縦列駐車時等、車両の前後進を繰り返すような状況や、坂道走行時等、ローレンジとドライブレンジとを切り換えながら走行するような状況、つまりシフト位置を頻繁に変えるような状況において顕著となる。現在のレンジをメータパネル等に記号(例えば後進レンジは「R」、ローレンジは「L」)にて発光表示させる技術が公知であるが、この場合、運転者は視線を車両外方からメータパネルに移動させなければならなくなる。
これに対して、例えばリバース位置やロー位置に関してはモーメンタリ機能を持たせず、そのシフト位置を保持させる構成とすれば、運転者は少なくとも現在のレンジが後進レンジ、或いはローレンジであることを手の感覚により識別でき、前記した車両の縦列駐車時や坂道走行時等において、シフトレバーの操作判断を素早く下せるようになる。したがって、リバース位置やロー位置などについてはシフトレバーの保持機能を持たせ、通常走行時に用いるドライブ位置や停車時に用いるニュートラル位置など多用するシフト位置にはモーメンタリ機能を持たせることで、よりシフト操作性に優れたシフト装置を構築できる。
特開2002−254942号公報(段落0020〜0029、図2) 特開2003−327002号公報(段落0013〜0017、図2) 特開平10−24749号公報(段落0023,0029、図2,図3)
しかし、シフトレバーに前記した保持機能を持たせた場合、例えば降車時には自動変速機がロック状態となっているにもかかわらず、シフトレバーはリバース位置に入っているという不一致が生じ、この場合、次の乗車時に運転者がシフトレバーを手動で一旦、中立位置に戻さなければならないという問題が起きる。
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、シフトレバーに保持機能を持たせたものであって、シフト操作性に優れたシフト装置を提供することを目的としている。
本発明は、複数のシフト位置と、前記シフト位置とは別の位置で軸方向に移動可能なスイッチと、シフトレバーと結合して前記軸方向にばね負荷された係止手段と、前記係止手段と係合して前記シフトレバーを少なくとも2つの保持位置で保持するディテントとを備え、前記複数のシフト位置のいずれかにシフトレバーを位置させることにより、自動変速機に設定された複数のレンジのいずれかを選択するシフト装置であって、前記スイッチおよび前記シフトレバーのいずれか一方に、前記係止手段と平行して配置された斜面を有する解除部が設けられ、他方に前記斜面に対向して配置された凸部が設けられ、前記シフトレバーが前記ディテントの一の前記保持位置に保持されている状態で前記スイッチによる操作があった場合に、前記凸部と前記解除部の斜面とが当接して、前記シフトレバーを他の前記保持位置に移動させることを特徴とする。
前記本発明によれば、シフトレバーが一の保持位置に保持された状態でスイッチが操作されたときに、スイッチに設けられた斜面または凸部の移動力に基づいて、シフトレバーに設けられた凸部または斜面が押圧されることで、シフトレバーが一の保持位置から他の保持位置へと移動する。
例えば、前記スイッチは、前記自動変速機をロック状態に設定する駐車スイッチである。このように、駐車スイッチの操作に連動させることにより、操作性をさらに向上させることが可能になる。
本発明によれば、特に駐車スイッチと連動させることにより、シフトレバーを保持位置に入れたまま降車したとしても、次の乗車時にはシフトレバーは中立位置に復帰しているので、運転者は何らシフトレバーのシフト位置に関して配慮せずに済む。
図1は自動変速機のシフト装置を取り付けたインスツルメントパネル周りの外観斜視図、図2は本実施形態のシフト装置の内部構造を示す斜視図、図3は図2のA−A線断面図、図4は図2のY1方向矢視図、図5は本実施形態のシフト装置の動作説明図であり、(a)は保持状態、(b)は動作途中、(c)は復帰直前状態である。
図1に示すように、シフト装置1は、例えば運転席と助手席との間におけるインスツルメントパネルIPに取り付けられる。本実施形態では、ゲート溝2を形成したエスカッションカバー3がインスツルメントパネルIPに取り付けられ、先端にシフトノブ4を取り付けたシフトレバー5がゲート溝2に挿通されている。なお、ゲート溝2をインスツルメントパネルIP自体に形成する態様としてもよい。
本実施形態でのシフト位置は、中立位置(ホームポジション)H、ニュートラル位置N、ドライブ位置D、リバース位置R及びロー位置Lにより構成されている。ニュートラル位置Nおよびドライブ位置Dは、中立位置Hからシフトレバー5をニュートラル位置Nまたはドライブ位置Dに移動させることにより、図示しない自動変速機のレンジがニュートラルレンジまたはドライブレンジに設定される。また、リバース位置Rおよびロー位置Lは、シフトレバー5を、中立位置Hからニュートラル位置Nを経由してリバース位置R、または中立位置Hからドライブ位置Dを経由してロー位置Lに移動させることにより、図示しない自動変速機のレンジが後進レンジまたはローレンジに設定される。また、ニュートラル位置Nおよびドライブ位置Dに移動されたシフトレバー5は、モーメンタリ機能によって中立位置Hに復帰する。また、リバース位置Rおよびロー位置Lに移動されたシフトレバー5は、保持機能によってリバース位置Rまたはロー位置Lで保持される。また、エスカッションカバー3には、前記した各シフト位置とは別の位置において電気的な制御で切替可能な押圧式の駐車スイッチSWが設けられ、この駐車スイッチSWの操作によって図示しない自動変速機がロック状態に設定される。
図2に示すように、前記シフトレバー5は、第1回動軸10および第2回動軸20を備えている。第1回動軸10は、Z方向に延びて形成され、その軸方向がシフトレバー5の軸方向と一致するように形成されている。また、第1回動軸10の下部には、図3に示すように、断面三角形状の凸体11がY2方向に突出して形成されている。この凸体11には、Y2方向斜め下方に向けてプランジャ12が進退自在に支持されている。プランジャ12は、凸体11内に設けられたコイルばねなどからなる弾性部材13の弾性力によって凸体11から突出する方向に付勢されている。
前記第2回動軸20は、Y1−Y2方向に延びて形成され、その両端の軸部20a,20bがケース6に回動自在に支持されている。また、第2回動軸20は、前記第1回動軸10よりもY1側寄りにZ方向下向きに延びる脚部21を備えている。この脚部21の先端(下端)には、係止手段として機能するプランジャ22が進退自在に支持されている。このプランジャ22は、コイルばねなどで形成された弾性部材23を介して脚部21から突出する方向に付勢されている。なお、本実施形態では、プランジャ22の先端が、台形状(図4参照)に形成されているが、これに限定されるものではなく、円弧状に形成されていてもよく、あるいはY1−Y2方向に軸を有するローラが回転自在に支持されたものでもよい。
図2に示すように、前記第2回動軸20には、X2方向に突出する角型の軸受部20cが一体に形成され、この軸受部20cにZ方向に貫通する角孔20dが形成されている。この角孔20dには前記第1回動軸10が挿通されて、この第1回動軸10が角孔20d内においてX1−X2方向に向く軸10aを介して回動自在に支持されている。
図3に示すように、前記シフト装置1には、ケース6内において第1回動軸10および第2回動軸20より下側に、X−Y平面(図2参照)に平行な支持板7が設けられている。この支持板7上には、前記プランジャ12と対向する位置に復帰部30が突設されている。この復帰部30には、プランジャ12と対向する位置に、例えば円弧状の案内面31が形成され、この案内面31にプランジャ12の先端12aが弾性部材13の弾性力を受けながら当接している。
また、前記支持板7には、図4に示すように、前記脚部21に設けられたプランジャ22と対向する位置にディテント40が設けられている。このディテント40の中央部には、プランジャ22を他の保持位置に係止させる凹面40aが形成され、この凹面40aのX1側とX2側の両側に、プランジャ22を一の保持位置に係止させる凹面40b,40cが形成されている。つまり、本実施形態では、他の保持位置が1箇所に設けられ、一の保持位置が2箇所に設けられた構成となっている。
図4に示すように、前記シフト装置1に設けられた駐車スイッチSWは、押圧部50と解除部51とで構成されている。押圧部50は、その下部が角柱状に、上部が円柱状に形成され(図2参照)、その上部50aが前記エスカッションカバー3の角部(図1参照)に設けられた丸穴3aから突出している。解除部51は、前記プランジャ(係止手段)22と平行に配置され且つ押圧部50と一体に形成され、前記第2回動軸20の軸部20aの下側を通ってケース6のX1側の面6bまで延びる板形状である。また、解除部51には、その下縁部51cからZ軸上方に向けて台形状に切り欠かれた切欠部によって斜面51a,51bが形成されている。すなわち、斜面51aは、X2側に向けて下向きの傾斜面であり、斜面51bは、X1側に向けて下向きの傾斜面であり、斜面51aと斜面51bとが互いに同じ高さ位置で、所定間隔離れて配置されている。一方、前記第2回動軸20の脚部21には、円柱状の凸部21aがY1側(図3参照)に向けて突設されている。この凸部21aは、シフトレバー5が図4に示す状態(中立状態)において、斜面51aと斜面51bとの間に位置するようになっている。
また、前記押圧部50は、付勢部材52を介してZ軸上方に付勢されている。この付勢部材52は、例えば板ばねであり、前記支持板7上に設けられた台座53に支持されている。また、台座53には、オンオフ式の検出スイッチSW1が設けられ、付勢部材52の弾性変形力によって検出スイッチSW1の出力がオフからオンに切り替えられるようになっている。
図2に示すように、前記駐車スイッチSWは、押圧部50のX2側の面50bにZ方向に沿ってX−Y断面凹状のスライド溝50b1が形成され、解除部51のX1側の面51dにZ方向に沿ってX−Y断面凹状のスライド溝51d1が形成されている。一方、ケース6のX2側の面6aの内壁には、スライド溝50b1をスライド自在に案内するX−Y断面凸状のスライドレール6a1が形成され、ケース6のX1側の面6bの内壁には、スライド溝51d1をスライド自在に案内するX−Y断面凸状のスライドレール6b1が形成されている。これにより、駐車スイッチSWが、Z方向にスライド動作可能となっている。
図2に示すように、前記支持板7には、第1回動軸10の真下にクランク形状のゲート溝MがZ方向に貫通して形成されている。このゲート溝Mは、Y1−Y2方向に延びる第1ゲート溝m1と、第1ゲート溝m1の前端(Y1側端部)からX2方向に向けて直交する第2ゲート溝m2と、第1ゲート溝m1の後端(Y2側端部)からX1方向に向けて直交する第3ゲート溝m3とを有している。前記第1回動軸10の下端には、前記ゲート溝Mに挿通されるロッド14が形成されており、このロッド14が、シフトレバー5のシフト位置を検出するためのシフト位置検出手段60と連結されている(図3参照)。このシフト位置検出手段60は、例えば、ホール素子とマグネットとで構成することができる。
次に、本実施形態のシフト装置1の動作について説明する。
まず、シフトレバー5のシフト方向(Y1−Y2方向)への動作について説明する。例えば、運転者が手でシフトレバー5を中立位置Hから後方となるドライブ位置D(図1参照)に移動させることにより、図3において2点鎖線で示すように、第1回動軸10が軸10aを支点として第1ゲート溝m1(図2参照)内をY1方向に移動する。また、このとき第2回動軸20はそのままの位置、つまり図4に示すようにプランジャ22がディテント40の凹面40aに保持された状態で、第1回動軸10が図3において時計回り方向に回動し、プランジャ12が復帰部30の案内面31に沿って図3の2点鎖線で示す位置に弾性部材13の弾性力を受けながら移動する。また、このシフト操作によってロッド14がY1方向に移動されて、シフト位置検出手段60(図3参照)によってシフト位置がドライブ位置Dに切り替えられたことが検知され、自動変速機(図示せず)のレンジがドライブレンジに切り替えられる。その後、運転者がシフトレバー5から手を離すと、弾性部材13の弾性復帰力に基づいてプランジャ12が案内面31の中心に向けて自動的に復帰する。なお、自動変速機をニュートラルレンジに切り替える場合には、第1回動軸10が、前記の場合と逆向きに動作、すなわちプランジャ12およびロッド14がシフト切替時にはY2方向(復帰時にはY1方向)に移動することで、シフトレバー5がニュートラル位置Nに切り替えられたことが検知される。
また、運転者がシフトレバー5を中立位置Hからリバース位置R(図1参照)に切り替える場合には、シフトレバー5を前方(Y1方向)に向けてニュートラル位置Nに移動させ、その動作に続いてX2方向に向けて移動させる。シフトレバー5の中立位置Hからニュートラル位置Nまでの動作については、前記したとおりであるのでその説明を省略する。シフトレバー5がニュートラル位置Nにある状態からX2方向に移動されると、第2回動軸20が軸部20a,20b(図2参照)を支点として図4に示す状態から反時計回り方向W1に回動する。これにより、プランジャ22が、図4に示す保持位置(他の保持位置)から図5(a)に示す保持位置(一の保持位置)に移動するが、プランジャ22がディテント40の凹面40aを乗り越えて凹面40bに移動する際、プランジャ22が弾性部材23の弾性力に反発して脚部21内に後退しながら移動し、凹面40aを乗り越えたときに弾性復帰して、プランジャ22の先端22aが凹面40bに係止される。図5(a)に示すように、プランジャ22が凹面40bに係止されることで、シフトレバー5がリバース位置Rで保持される。なお、図5(a)に示す保持位置では、凸部21aが、斜面51aの下側寄りの面51a1に当接している。また、図示していないが、シフトレバー5がドライブ位置Dからロー位置Lに切り替えられて、第2回動軸20が時計周り方向に回動した場合にも、凸部21aが、斜面51bの下側寄りの面51b1に当接するようになっている。
シフトレバー5がリバース位置Rに保持されると、第1回動軸10に設けられたロッド14が第1ゲート溝m1から第3ゲート溝m3内に案内される(図2参照)。このときのロッド14の動作がシフト位置検出手段60(図3参照)によって検知されて、図示しない自動変速機のレンジが後進レンジに切り替えられる。
シフトレバー5がリバース位置Rに保持された図5(a)に示す状態において、例えば運転者が降車する場合に駐車スイッチSWがZ軸方向下向きに押圧操作される。この駐車スイッチSWの操作によって駐車スイッチSWがZ軸方向に沿ってスライドする。図5(a)に示すように、シフトレバー5が凹面40bに保持されている状態では、シフトレバー5に設けられた凸部21aが解除部51の斜面51aに当接した状態で、斜面51aがZ軸方向の下向きに平行に移動される。この斜面51aがZ軸上方に向けてX2方向に傾斜しているので、斜面51aが押し下げられることにより、凸部21aが軸部20a(20b)を中心として時計回り方向に連続的に押圧されることになる。つまり、図5(a)に示すようにシフトレバー5が傾斜した状態において、斜面51aが、Z軸下側から上側に向けて、凸部21aの移動方向(X2方向)に傾斜しているので、凸部21aと斜面51aとの当接状態は解除されずに、凸部21aが斜面51aによって連続して押圧されることになる。このときの斜面51aによる押圧動作によって、プランジャ22が図5(b)の矢印方向に後退しながらX2方向に移動し、凹面40bを乗り越えたときにプランジャ22が図5(c)の矢印方向に突出する。プランジャ22が、図5(c)の状態に至ると、凸部21aが斜面51aから離れて、プランジャ22が弾性部材23の弾性復帰力によって凹面40a内に突出して係止され、図4に示す状態に復帰する。これにより、シフトレバー5は、リバース位置Rからニュートラル位置Nに戻り、その後、前記復帰動作で説明したように、シフトレバー5は、モーメンタリ機能によってニュートラル位置Nから中立位置Hに自動的に復帰する。
また、駐車スイッチSWが押圧操作されると、付勢部材52が撓み変形することで検出スイッチSW1の出力がオフからオンに切り替えられる。これによって、駐車スイッチSWが押されたことが検知されて、自動変速機がロック状態に切り替えられる。また、駐車スイッチSWに対する押圧操作が解除されると、付勢部材52の弾性復帰力によって駐車スイッチSWが初期状態に復帰する。
また、シフトレバー5がロー位置Lに保持された状態において、駐車スイッチSWが操作された場合には、凸部21aが解除部51に形成されたもう一方の斜面51bによって押し下げられることで、プランジャ22の係止位置が凹面40cから凹面40aに移動され、シフトレバー5がロー位置Lからニュートラル位置Nに復帰する。
このように、運転者が降車する際に駐車スイッチSWを操作してリバース位置Rやロー位置Lの状態を中立位置Hまで自動的に復帰させることにより、運転者が次回乗車する際にシフトレバー5を手動で中立位置Hまで戻す操作が不要になり、運転者は何らシフトレバーのシフト位置に関して配慮せずに済むようになる。
図6は、本実施形態のシフト装置の変形例を示し、(a)は側面図、(b)は(a)のB−B線断面図、図7は変形例にかかるシフト装置の動作説明図であり、(a)は保持状態、(b)は動作途中、(c)は復帰直前状態である。このシフト装置1Aでは、シフトレバー5に解除部25が設けられ、駐車スイッチSWに凸部55a,55bが設けられた構成となっている。その他の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
前記解除部25は、図6(a)に示すように台形状に形成され、第2回動軸20の脚部21のY1側の面に突出して形成されている(図6(b)参照)。また、解除部25は、斜面25a,25bを有し、斜面25aがX1方向斜め上向き、斜面25bがX2方向斜め上向きとなるように設定されている。
前記凸部55a,55bは、X1−X2方向に所定の間隔を開けてその間に解除部25が位置するように、押圧部50の下端部からX1方向に延ばされた板状の延出部50sのY2側の面(図6(b)参照)に突設されている。図6(a)に示すように、シフトレバー5が保持状態(他の保持位置)で保持されている場合には、斜面25a,25bは凸部55a,55bに当接せず、図7(a)に示すように、シフトレバー5が保持状態(一の保持位置)で保持されたときに、斜面25a,25bの上側寄りの面25a1,25b1が凸部55a,55bに当接するように、斜面25a,25bと凸部55a,55bとの位置関係が設定されている。なお、図7(a)では、一方の斜面25aと一方の凸部55aとが当接している場合を図示している。
図7(a)に示す状態において、駐車スイッチSWが押圧操作されると、駐車スイッチSWがZ軸下向きにスライド動作して、凸部55aの移動力によって斜面25aがX2方向に押圧されて、シフトレバー5が軸部20a(20b)を支点として時計回り方向に回動する(図7(b)参照)。これによって、プランジャ22の先端22a(図4参照)が後退しながらディテント40の凹面40bを乗り越えようとする。さらに、駐車スイッチSWが押圧操作されて、斜面25aが凸部55aによって連続的に押圧されることにより、プランジャ22の先端22aが突出しながらディテント40の凹面40bを完全に乗り越えて凹面40aに移動する(図7(c)参照)。なお、シフトレバー5がロー位置Lに保持された状態で駐車スイッチSWが押された場合には、斜面25bが凸部55bによって押圧されることにより、シフトレバー5が保持状態(一の保持位置)から中立状態(他の保持位置)へ復帰する。
本発明は、前記した実施形態や変形例に限定されるものではなく、例えば、斜面51a,51b,25a,25bを有するものであれば台形状の切欠きや突起に限定されるものではなく、凸部についても、円柱形状に限定されず、三角柱や四角柱状であってもよい。また、ゲート溝2の形状については、クランク状に限定されず、コ字状、十字状など種々変更することができる。
自動変速機のシフト装置を取り付けたインスツルメントパネル周りの外観斜視図である。 本実施形態のシフト装置の内部構造を示す斜視図である。 図2のA−A線断面図である。 図2のY1方向矢視図である。 本実施形態のシフト装置の動作説明図であり、(a)は保持状態、(b)は動作途中、(c)は復帰直前状態である。 本実施形態のシフト装置の変形例を示し、(a)は側面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。 変形例にかかるシフト装置の動作説明図であり、(a)は保持状態、(b)は動作途中(c)は復帰直前状態である。
符号の説明
1,1A シフト装置
5 シフトレバー
21a,55a,55b 凸部
22 プランジャ(係止手段)
40 ディテント
51,25 解除部
51a,51b,25a,25b 斜面
SW 駐車スイッチ

Claims (2)

  1. 複数のシフト位置と、前記シフト位置とは別の位置で軸方向に移動可能なスイッチと、シフトレバーと結合して前記軸方向にばね負荷された係止手段と、前記係止手段と係合して前記シフトレバーを少なくとも2つの保持位置で保持するディテントとを備え、前記複数のシフト位置のいずれかにシフトレバーを位置させることにより、自動変速機に設定された複数のレンジのいずれかを選択するシフト装置であって、
    前記スイッチおよび前記シフトレバーのいずれか一方に、前記係止手段と平行して配置された斜面を有する解除部が設けられ、他方に前記斜面に対向して配置された凸部が設けられ、前記シフトレバーが前記ディテントの一の前記保持位置に保持されている状態で前記スイッチによる操作があった場合に、前記凸部と前記解除部の斜面とが当接して、前記シフトレバーを他の前記保持位置に移動させることを特徴とするシフト装置。
  2. 前記スイッチは、前記自動変速機をロック状態に設定する駐車スイッチであることを特徴とする請求項1に記載のシフト装置。
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KR20200079951A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 에스엘 주식회사 차량용 변속 장치
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