JP5008616B2 - コントロールケーブル装置 - Google Patents

Description

本発明はコントロールケーブル装置に関する。さらに詳しくは、運転者の操作に応じて電気的信号を送信し、装備品を制御するバイワイヤシステムが失陥したときのバックアップとして使用されるコントロールケーブル装置に関する。

従来、変速操作装置としては、車室内に設けられた変速レバーと、エンジンルーム内に設けられたトランスミッションを、プッシュプルコントロールケーブルで接続し、変速レバーの操作をプッシュプルコントロールケーブルを介してトランスミッションへ伝え、トランスミッションの変速操作を行なうものが知られている。

一方、変速レバーとトランスミッションとの間にプッシュプルコントロールケーブルを接続せず、変速レバーの操作量を電気的信号に変換し、トランスミッションに設けられたアクチュエータへその電気的信号を送信し、その電気的信号に基づいてアクチュエータによりトランスミッションの変速操作を行なうシフトバイワイヤシステムが知られている。シフトバイワイヤシステムにおいては、アクチュエータが失陥したときのバックアップのために手動操作でトランスミッションの変速操作を行なうことができるように、手動変速操作装置を設けたものが従来知られている（特許文献１参照）。

特許文献１の手動変速操作装置には、アクチュエータのモータの出力軸にハンドルを取り付け、ハンドルを手動で回転させることでモータの出力軸を回転させて、トランスミッションの変速操作が行なわれている。また、アクチュエータの出力部にコントロールケーブルの一端を接続し、そのコントロールケーブルの他端にハンドルやレバーを接続して、アクチュエータから離れた位置からハンドルやレバーを操作してトランスミッションの変速操作を行なうもの（特許文献２〜４参照）、さらにコントロールケーブルとアクチュエータの間にクラッチを設けたもの（特許文献５参照）なども知られている。

特開２００８−２５６８号公報 特開２００７−３０９３９３号公報 特開２００３−２８２９３号公報 実開平７−１６０６１号公報 実開平７−１６０６４号公報

しかしながら、特許文献２〜５の手動変速操作装置のハンドルやレバーはいずれも車室内のコンソールやインストルメントパネル内に設けられており、防水の必要はないものであった。一方、特許文献１のようにエンジンルーム等の車室外へ手動変速操作装置のハンドルやレバーを設ける場合には防水、防塵に配慮しなければならず、防水、防塵のために、ハンドルやレバーをカバーで覆わなくてはならないという問題がある。さらに、ハンドルやレバーをカバーで覆う場合にはその設置場所にハンドルやレバーのスペースに加え、カバーのスペースも必要になり、さらに部品点数が多くなるという問題がある。

そこで本発明は、アクチュエータから離れた位置から車両の装備品の操作をすることができ、アクチュエータの正常作動状態において手動操作部分の省スペース化および防水、防塵を図ることができ、さらにアクチュエータ等の失陥時に、容易に車両の装備品の操作をすることができるキャップを備えたコントロールケーブル装置を提供することを目的とする。

本発明のコントロールケーブル装置は、運転者による操作をコントロールケーブルによって伝達するコントロールケーブル装置において、
前記コントロールケーブルのインナーケーブルが、固定手段を介して車体に固定されたアウターケーシング内に摺動自在に収容され、
前記アウターケーシングの運転者に操作される側の端末部材は第１の係合手段を介してキャップにより着脱自在に閉塞され、前記インナーケーブルの運転者に操作される側の端末部材には第２の係合手段が設けられ、前記キャップには、前記第１係合手段による前記アウターケーシングと前記キャップとの係合が解除された状態にて当該第２の係合手段と係合しうる第３の係合手段が設けられてなることを特徴とする。

また、本発明のコントロールケーブル装置は、運転者により操作される操作指示手段の指示に応じて装備品の操作を行うアクチュエータを備え、
前記指示に相当する電気的信号が、前記アクチュエータの所望の操作が得られるように前記アクチュエータに送信され、前記アクチュエータに送信された電気的信号に応じて、アクチュエータの出力部の移動量が制御され、この移動量に応じて運転者の操作が前記装備品に伝達されるバイワイヤシステムであって、
前記インナーケーブルが前記装備品に連結されていることが好ましい。

また、本発明のコントロールケーブル装置は、前記キャップには、前記インナーケーブルの端末部材を収容し、前記インナーケーブルの端末部材の軸方向への移動を許容する中空部が設けられていることが好ましい。

また、前記キャップには、外周方向に突出する突出部Ｐが設けられていることが好ましい。

また、前記キャップには、運転者が握る操作補助部材を取付可能な被取付部Ｈが設けられていることが好ましい。

本発明のコントロールケーブル装置によれば、アウターケーシングの端末部材に、アクチュエータの正常作動状態においては、当該端末部材と係合、固定されて閉塞するキャップとして機能することによって、密閉された空間を画定するカバーを別途設けることなく、防水、防塵を図ることができ、アクチュエータの失陥時には、アウターケーシングの端末部材から分離して、インナーケーブルの端末部材と係合、固定されるインナーケーブルの、押し引き操作用のハンドルとして機能することができる。

以下、添付図面を参照して本発明のコントロールケーブル装置を詳細に説明する。図１は本発明のコントロールケーブル装置を含むシフトバイワイヤシステムを示す概略図、図２は本発明のコントロールケーブル装置のうち、同期手段を除いた状態を示す図、図３は本発明のコントロールケーブル装置の同期手段を説明するための図、図４は本発明のコントロールケーブル装置のアクチュエータの正常作動状態におけるインナーケーブルの端末部材のキャップ内での摺動を示す図、図５は本発明のコントロールケーブル装置のアクチュエータ失陥時における手動操作を説明する図、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）および図７（ｂ）は本発明のコントロールケーブル装置に用いられる第２の係合手段および第３の係合手段の他の形態を示す図である。

図１〜図４を参照すると、シフトバイワイヤシステム１は、運転者等により操作される操作指示手段２と、操作指示手段２の指示に応じて車両の装備品の操作を行なうアクチュエータ３と、操作指示手段２の指示に相当する電気的信号を受信し、アクチュエータ３に送信するコントローラ４と、トランスミッション５と、車両の装備品の入力部であるトランスミッション５の変速レバー６と、コントロールケーブル装置１０とから構成され、コントロールケーブル装置１０は、インナーケーブル１１と、前記インナーケーブル１１の移動と車両の装備品の入力部である変速レバー６の移動とを同期させる同期手段１２と、インナーケーブル１１の同期手段１２の遠位側に固定された運転者に操作されるインナーケーブル端末部材１１１と、インナーケーブル１１が摺動自在に収容されるアウターケーシング１３と、アウターケーシング１３の同期手段１２の遠位側に固定されたアウターケーシング端末部材１３１と、アウターケーシング端末部材１３１に係合するキャップ１４とから構成される。

本発明の操作指示手段２としては、操作レバー、押しボタン、テンキー、操作ダイヤルなどを用いることができ、特に限定されない。操作して、「パーキング」、「リバース」、「ニュートラル」、「ドライブ」、「２速」などに相当する所望の変速状態にするために、操作指示手段２を操作して、たとえば「ドライブ」操作に対応するパルスなどの電気的信号をコントローラ４に伝達することができるものであれば特に限定されることはなく、シンクロ電機、サーボモータ、ステッピングモータなどを用いることもできる。

アクチュエータ３としては、たとえば電動モータ、電動モータの回転軸に固定されるウォーム、ウォームと噛み合うウォームホイール、ウォームホイールと同軸上かつ一体的に形成されたピニオン、ピニオンと噛み合うラックおよびラックの動きを同期手段に伝達する出力部３１とから構成することができるが、アクチュエータ３はかかる構成に限定されることはない。例えば、キーとキー溝、チェーン、ベルトなどの従来より公知のトルク伝達手段を部分的に適用することも可能であるし、ソレノイドを用いて、往復直線運動を伝達してもよい。また、アクチュエータ３の出力部３１は同期手段１２に固定することが好ましい。

コントローラ４は、ワイヤーハーネス、無線等により操作指示手段２およびアクチュエータ３に接続され、操作指示手段２とアクチュエータ３との間で電気的信号を送受信し、運転者が選択した所望の変速状態が得られるように、トランスミッション５を制御する。具体的には、操作指示手段２が操作レバー２１である場合、操作レバー２１を「パーキング」の状態から、たとえば「リバース」、「ニュートラル」、「ドライブ」、「２速」に対応するように操作レバー２１を操作すると、その操作量がクロックパルスとしてコントローラ４に伝達され、アクチュエータ３を駆動する。それぞれの操作位置毎に異なる操作信号（２進データ）、たとえばリバースを（０００１）、ニュートラルを（００１０）、ドライブを（００１１）としてシフトレジスタに格納されており、これらの２進データのうちの所望のデータがコントローラ４に送出され、その所望のデータに対応してモータが回転し、アクチュエータ３が駆動され、同期手段１２を介してトランスミッション５の変速レバー６を回動させる。

アクチュエータ３の出力部３１の移動量はコントローラ４により制御され、出力部３１は同期手段１２を介して、インナーケーブル１１およびトランスミッション５の変速レバー６と連結されている。同期手段１２によりインナーケーブル１１と変速レバー６の移動が同期される。

アクチュエータ３が正常に作動しているときは、アクチュエータ３の動きにより同期手段１２を介して変速レバー６が移動し、トランスミッション５の変速操作が行なわれるとともに、同期手段１２に接続されているインナーケーブル１１がアウターケーシング１３内を摺動する。

同期手段１２は、変速レバー６とインナーケーブル１１を同期させることができれば特に限定されることはないが、たとえばインナーケーブル１１とアクチュエータ３の出力部３１がともに固定され、アクチュエータ３の出力部３１の移動方向と同方向に直線移動可能な連結部材１２１と、その連結部材１２１の直線移動を変速レバー６に伝える第２のインナーケーブル１２２を用いることができる。同期手段１２はその他、油圧、空圧、リニアモータなどのアクチュエータを用いることも可能である。

インナーケーブル１１としては、通常のプッシュプルコントロールケーブルが用いられ、アウターケーシング１３内に摺動自在に収容される。インナーケーブル１１の一端は同期手段１２に連結され、他端、すなわちインナーケーブル１１の同期手段１２の遠位端には、第２の係合手段Ｃ２が設けられている。第２の係合手段Ｃ２は、アクチュエータ３が失陥したとき、たとえば電動モータ等が故障した場合のフェール時に、キャップ１４に設けられた第３の係合手段Ｃ３と係合可能である。アウターケーシング１３は、ブラケットＢ等の公知の固定手段を介して車体に固定される。アウターケーシング１３の同期手段１２側端部にはアウターケーシング１３内部に水が浸入しないように水密手段Ｗを設けることが好ましい。水密手段Ｗとしては、ベローズ状のゴムからなる部材であることが好ましい。

アウターケーシング１３の同期手段１２の遠位側にはキャップ１４が設けられている。キャップ１４は、アウターケーシング端末部材１３１とキャップ１４とを液密に固定する第１の係合手段Ｃ１を備えている。第１の係合手段Ｃ１は、アウターケーシング端末部材１３１に係合されるが、アウターケーシング端末部材１３１には、第１の係合手段Ｃ１と係合する第４の係合手段Ｃ４を設けることが好ましい。係合手段としては、雄螺子、雌螺子であることが好ましいが、液密に固定することができれば特に限定されることはなく、さらにＯリングを設けてもよい。キャップ１４の材質としては鉄、アルミ、合成樹脂等、操作するうえで強度に問題がない材質であれば特に限定されることはない。

図４に示されるように、キャップ１４には、中空の円筒状部材の一端に第１の係合手段Ｃ１と、他端に第３の係合手段Ｃ３が設けられている。なお、キャップ１４の形状は、中空円筒状に限られることはなく、たとえば、中空の四角柱、五角柱、六角柱等の角筒状でもよい。インナーケーブル端末部材１１１に設けられた第２の係合手段Ｃ２と係合しうる第３の係合手段Ｃ３は、雄螺子または雌螺子などの公知の係合手段を用いることができる。

キャップ１４の形状は、手動操作時に操作しやすいように、キャップ１４の第１の係合手段Ｃ１側端部の外周が、部分円錐状に突出する突出部Ｐを有している。また、キャップ１４は中空円筒状に形成されているので、アクチュエータ３の正常作動状態では中空部分をインナーケーブル端末部材１１１が摺動する。また、キャップ１４の第１の係合手段Ｃ１側には、手動操作時に操作しやすいように、操作補助部材を取り付けることで操作補助手段とすることができる、被取付部である差込口Ｈが設けられることが好ましい。当該差込口Ｈに操作補助部材としてドライバーなどの工具を差込み、キャップ１４を引っ張ることにより、インナーケーブル１１の引き操作を容易にすることができる。操作補助手段としては、差込口Ｈに限られることはなく、キャップ１４の第１の係止手段Ｃ１側に係止部を設けることもできるし、別途第１の係止手段Ｃ１に係合するハンドルを設けてもよい。

キャップ１４の第３の係合手段Ｃ３側には、係合手段Ｃ３内部に水が溜まるのを防ぐため、さらにカバー１５が設けられることが好ましい。カバー１５としては、取り外しやすいゴム製のカバーであることが好ましいが、第３の係合手段Ｃ３と係合する螺子等の公知の係合部材であってもよい。

また、図示はしていないが、キャップ１４をアウターケーシング端末部材１３１と離脱させるのを容易にするために、スパナなどの工具と係合できる平面部をキャップ１４およびアウターケーシング端末部材１３１に設けてもよい。

次に、図５を参照して、本発明のコントロールケーブル装置１０の動作を説明する。アクチュエータ３の正常作動状態では、キャップ１４は第４の係合手段Ｃ４側からのアウターケーシング端末部材１３１内への水の浸入および第１の係合手段Ｃ１側からのキャップ１４内への水の浸入を第４の係合手段Ｃ４および第１の係合手段Ｃ１により防ぐ。すなわち図５（ａ）に示されるように、第１の係合手段Ｃ１と第４の係合手段Ｃ４が係合され、第３の係合手段Ｃ３側はカバー１５に覆われている状態である。正常作動時には、インナーケーブル１１は、操作指示手段２の指示による同期手段１２の動きに連動して押し引きされる。そしてインナーケーブル端末部材１１１は図４に示されるように、キャップ１４の内部である中空部分内を摺動するので、インナーケーブル１１が安定して摺動する。

次に、アクチュエータ３が失陥した場合には、電動モータ等が作動しなくなるので、同期手段１２が移動せず、変速レバー６を移動させることができなくなり、インナーケーブル１１も摺動しない。このときに変速レバー６が「リバース」や「パーキング」に位置している場合には、車両の移動等の障害となるので、インナーケーブル１１を介して同期手段１２および変速レバー６を移動させなければならない。そのためにまず、図５（ｂ）に示されるように、カバー１５を外し、キャップ１４の第１の係合手段Ｃ１とアウターケーシング端末部材１３１の第４の係合手段Ｃ４との係合を解き、キャップ１４をアウターケーシング端末部材１３１から外す。

次に、図５（ｃ）に示されるように、キャップ１４の向きを変え、インナーケーブル１１の第２の係合手段Ｃ２とキャップ１４の第３の係合手段Ｃ３とを係合させる。この状態で図５（ｄ）に示されるように、キャップ１４を押し引きすることにより、インナーケーブル１１が押し引きされるので、インナーケーブル１１の押し引き操作が同期手段１２を介して変速レバー６に伝わるので、アクチュエータ失陥時にもトランスミッションの変速操作をすることが可能となる。

また、キャップ１４の第１の係合手段Ｃ１側には、差込口Ｈが設けられており、ドライバーなどの差込部材を用いることにより、容易にインナーケーブル１１の操作をすることができる。また、キャップ１４の第１の係合手段Ｃ１側端部の外周が、部分円錐状に突出した突出部Ｐを有しており、手で握りやすくなっている。

なお、図６および図７に示されるように、第２の係止手段Ｃ２および第３の係止手段Ｃ３の形状は、図５に示されるような雄螺子、雌螺子に限られず、たとえば、図６（ａ）および図６（ｂ）に示されるような鍵型形状であってもよい。すなわち、図６（ａ）に示されるような第３の係合手段Ｃ３が、鍵型の突起を有し、第２の係合手段Ｃ２に鍵穴状の凹部を有しており、第３の係合手段Ｃ３の鍵型の突起を第２の係合手段Ｃ２の鍵穴状の凹部に挿入し、キャップ１４の軸回りに回転させることにより、第２の係合手段Ｃ２と第３の係合手段Ｃ３とが係合し、インナーケーブル１１の押し引き操作が可能になる。同様に、第２の係合手段Ｃ２に鍵型の突起を設け、第３の係合手段Ｃ３に鍵穴状の凹部を設けることも可能である。

また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示されるように、第２の係合手段Ｃ２にＵ字状の係止部を設け、第３の係合手段Ｃ３にフックを設けることにより、インナーケーブル１１の引き操作が可能になる。同様に、第２の係合手段Ｃ２にフックを設け、第３の係合手段Ｃ３にＵ字状の係止部を設けることもできるし、第２の係合手段Ｃ２および第３の係合手段Ｃ３ともにフックを設けることにより、インナーケーブル１１の引き操作が可能になる。

また、本発明のコントロールケーブル装置１０は、コントローラ４や操作指示手段２が失陥したときも同様に操作できる。

また、プッシュプルコントロールケーブルに代えて、プルコントロールケーブルや回転伝達コントロールケーブルを用いてもよい。

また、本発明のコントロールケーブル装置は、シフトバイワイヤシステムに限られることなく、電動パーキングブレーキシステム、パワースライドドアシステム、パワーリフトゲートに適用できる。

本発明のコントロールケーブル装置を含むシフトバイワイヤシステムを示す概略図である。 本発明のコントロールケーブル装置のうち、同期手段を除いた状態を示す図である。 本発明のコントロールケーブル装置の同期手段を説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は本発明のコントロールケーブル装置のアクチュエータの正常作動時におけるインナーケーブル端末部材のキャップ内での摺動を示す図である。 本発明のコントロールケーブル装置のアクチュエータ失陥時における手動操作を説明する図である。 （ａ）および（ｂ）は本発明のコントロールケーブル装置に用いられる第２の係合手段および第３の係合手段の他の形態を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は本発明のコントロールケーブル装置に用いられる第２の係合手段および第３の係合手段の他の形態を示す図である。

符号の説明

１ シフトバイワイヤシステム
２ 操作指示手段
２１ 操作レバー
３ アクチュエータ
３１ 出力部
４ コントローラ
５ トランスミッション
６ 変速レバー
１０ コントロールケーブル装置
１１ インナーケーブル
１１１ インナーケーブル端末部材
１２ 同期手段
１２１ 連結部材
１２２ 第２のインナーケーブル
１３ アウターケーシング
１３１ アウターケーシング端末部材
１４ キャップ
１５ カバー
Ｂ ブラケット
Ｃ１ 第１の係合手段
Ｃ２ 第２の係合手段
Ｃ３ 第３の係合手段
Ｃ４ 第４の係合手段
Ｈ 差込口
Ｐ 突出部
Ｗ 水密手段

Claims (5)

1. 運転者による操作をコントロールケーブルによって伝達するコントロールケーブル装置において、
   前記コントロールケーブルのインナーケーブルが、固定手段を介して車体に固定されたアウターケーシング内に摺動自在に収容され、
   前記アウターケーシングの運転者に操作される側の端末部材は第１の係合手段を介してキャップにより着脱自在に閉塞され、前記インナーケーブルの運転者に操作される側の端末部材には第２の係合手段が設けられ、前記キャップには、前記第１係合手段による前記アウターケーシングと前記キャップとの係合が解除された状態にて当該第２の係合手段と係合しうる第３の係合手段が設けられてなることを特徴とするコントロールケーブル装置。
2. 運転者により操作される操作指示手段の指示に応じて装備品の操作を行うアクチュエータを備え、
   前記指示に相当する電気的信号が、前記アクチュエータの所望の操作が得られるように前記アクチュエータに送信され、前記アクチュエータに送信された電気的信号に応じて、アクチュエータの出力部の移動量が制御され、この移動量に応じて運転者の操作が前記装備品に伝達されるバイワイヤシステムであって、
   前記インナーケーブルが前記装備品に連結されていることを特徴とする請求項１記載のコントロールケーブル装置。
3. 前記キャップには、前記インナーケーブルの端末部材を収容し、前記インナーケーブルの端末部材の軸方向への移動を許容する中空部が設けられている請求項１記載のコントロールケーブル装置。
4. 前記キャップには、外周方向に突出する突出部（Ｐ）が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコントロールケーブル装置。
5. 前記キャップには、運転者が握る操作補助部材を取付可能な被取付部（Ｈ）が設けられていることを特徴とする請求項１記載のコントロールケーブル装置。

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