JP6689739B2

JP6689739B2 - シフト装置

Info

Publication number: JP6689739B2
Application number: JP2016251700A
Authority: JP
Inventors: 秀一望月; 宗年牧村
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: CN108237911B; EP3339688A1; CN108237911A; JP2018103776A; US20180180171A1; US10704674B2; EP3339688B1

Description

本発明は、回転体が回転されてシフト位置が変更されるシフト装置に関する。

特許文献１に記載のシフト装置において、ノブが「Ｐ」位置に配置されてブレーキが操作されない際には、ロータカムが一方向に回転されて、ロックバーがロック方向に回転されることで、ロックバーの先端部がノブの凹部内に挿入されて、ノブの回転が規制される。また、ノブが「Ｐ」位置に配置されてブレーキが操作された際には、ロータカムが他方向に回転されて、ロックバーがロック解除方向に回転されることで、ノブの回転規制が解除される。

特開２０１６−０９４０８２号公報

ところで、シフト装置において、仮に、ロックバーの移動にカムを用いる場合には、カムの回転角度に対する移動部材の移動ストロークを大きくできることが好ましい。

本発明は、上記事実を鑑みて成されたものであり、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを大きくできるシフト装置を提供することを目的とする。

請求項１のシフト装置は、回転されてシフト位置が変更される回転体と、一側に移動されて前記回転体の回転が規制されると共に、他側に移動されて前記回転体の回転規制が解除される移動部材と、回転可能にされると共に、カム面が設けられ、前記カム面の回転中心に対する前記移動部材移動方向位置を除く位置に前記移動部材が当接される状態で、一方向及び他方向に回転されることで前記移動部材が一側及び他側に移動されるカム部材と、を備えている。

請求項１のシフト装置では、回転体が回転されることでシフト位置が変更される。また、カム部材のカム面に移動部材が当接される状態で、カム部材が一方向及び他方向に回転されることで、移動部材が一側及び他側に移動されて、回転体の回転が規制及び規制解除される。

ここで、カム面の回転中心に対する移動部材移動方向位置を除く位置に移動部材が当接される状態でカム部材が回転されて、移動部材が移動される。これにより、カム部材の回転によるカム面の移動部材当接部の移動部材移動方向における移動ストロークを大きくでき、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを大きくできる。

請求項２のシフト装置は、請求項１のシフト装置において、前記カム面の回転中心に対する前記移動部材移動垂直方向位置を含む位置に前記移動部材が当接される状態で、前記カム部材が一方向及び他方向に回転されることで、前記移動部材が一側及び他側に移動される。

請求項２のシフト装置では、カム部材が一方向及び他方向に回転されることで、移動部材が一側及び他側に移動される際、カム面の回転中心に対する移動部材移動垂直方向位置を含む位置に移動部材が当接される。これにより、カム部材の回転によるカム面の移動部材当接部の移動部材移動方向における移動ストロークを効果的に大きくでき、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを効果的に大きくできる。

請求項３のシフト装置は、請求項１又は請求項２のシフト装置において、前記移動部材に設けられると共に、前記カム面に当接され、前記カム部材が回転される際に、前記カム面との当接位置が前記移動部材の移動方向とは反対側に変位される当接面を備えている。

請求項３のシフト装置では、移動部材に当接面が設けられており、当接面がカム部材のカム面に当接される。ここで、当接面がカム部材が回転される際に、カム面との当接位置が移動部材の移動方向とは反対側に変位される。このため、当接面のカム面との当接位置の変位によって移動部材が移動でき、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを一層大きくできる。

請求項１のシフト装置によれば、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを大きくできる、という効果を有する。

請求項２のシフト装置によれば、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを効果的に大きくできる、という効果を有する。また、請求項３のシフト装置によれば、カム部材の回転角度に対する移動部材の移動ストロークを一層大きくできる、という効果を有する。

本実施の形態に係るシフト装置を示す斜視図である。シフト装置の主要部を示す平面図である。シフト装置の主要部を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１には、本実施の形態に係るシフト装置１０が上側から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、シフト装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、シフト装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、シフト装置１０の上方を矢印ＵＰで示している。

本実施の形態に係るシフト装置１０は、所謂バイワイヤ式のものにされている。シフト装置１０は、車両（自動車）のインストルメントパネルに設置されて、車両の運転席（図示省略）の車両前側かつ車幅方向内側に配置されており、シフト装置１０の前方、右方及び上方は、それぞれ車両の前斜め上方、右方及び後斜め上方に向けられている。

シフト装置１０には、箱状に形成されていると共に、後述するノブ１２及びノブ１２を回転可能に支持するノブ支持部１４等が取付けられたノブベース１６を備えている。このノブベース１６には、図示しないボルトが挿通される複数の挿通部１６Ａが設けられている。そして、この挿通部１６Ａに挿通されたボルトがインストルメントパネル内に配置されたシフト装置固定部に螺入されることで、シフト装置１０がシフト装置固定部に固定される。なお、シフト装置１０がシフト装置固定部に固定された状態では、ノブ１２がインストルメントパネルに形成された開口から車室内に突出される。

ノブベース１６には、回転体としての略円筒状のノブ１２がノブ支持部１４を介して回転可能に支持されており、このノブ１２は、車両の乗員（特に運転席に着座する運転者）から回転操作可能になっている。ノブ１２は、一方向（矢印Ａの方向）及び他方向（矢印Ｂの方向）に所定範囲（所定角度範囲）で回転可能とされている。そして、ノブ１２が、一方向及び他方向に回転されることで、ノブ１２のシフト位置が変更されるようになっている。本実施の形態では、ノブ１２は、他方向側から一方向側に向けて、所定シフト位置としての「Ｐ」位置（パーキング位置）、「Ｒ」位置（リバース位置）、「Ｎ」位置（ニュートラル位置）、「Ｄ」位置（ドライブ位置）に配置可能にされている。

ノブベース１６内には、シフト検出手段としてのシフトセンサ（図示省略）が設けられており、シフトセンサは、ノブ１２に設けられるマグネット（図示省略）の回転位置を検出して、ノブ１２のシフト位置を検出する。シフトセンサは、車両の制御装置（図示省略）に電気的に接続されている。

また、制御装置には、車両の制動手段としてのブレーキが乗員によって操作されているか否かを検出するための検出手段が電気的に接続されており、乗員によってブレーキが操作された際には、車両が制動される。

次に、シフトロック機構２２を説明する。図２には、シフトロック機構２２が平面図にて示されており、図３には、シフトロック機構２２が斜め下方から見た斜視図にて示されている。

シフトロック機構２２は、駆動手段としてのモータ２４と、このモータ２４の駆動力を伝達するための伝達機構２６とを含んで構成されている。モータ２４には、通電されることで回転される回転軸２４Ａを有する直流モータが用いられると共に、モータ２４は、制御装置に電気的に接続されている。このモータ２４は、回転軸２４Ａの軸方向がノブ１２の回転軸直角方向に向けられた状態で、ノブ１２及びノブ支持部１４（図１参照）の下側（ノブ１２に対して当該ノブ１２の回転軸方向一側）に配置されている。また、モータ２４は、制御装置により制御されて、回転軸２４Ａが正転方向及び逆転方向へ回転される。

伝達機構２６は、モータ２４の回転軸２４Ａに設けられたウォームギア２８と、ウォームギア２８に噛合うハスバギア３０と、ハスバギア３０と一体に回転する中間ギア３２と、を含んで構成されている。そして、モータ２４の回転軸２４Ａの回転が、ウォームギア２８、及びハスバギア３０を介して中間ギア３２に伝達されることで、中間ギア３２が回転される。

シフトロック機構２２には、回転部材としての平歯車のロックギア３６が設けられている。ロックギア３６は、中間ギア３２よりも大径とされており、中間ギア３２に噛合されている。このため、中間ギア３２が回転されることにより、ロックギア３６がロック方向（矢印Ｄ方向）及びロック解除方向（矢印Ｃ方向）に回転される。

ロックギア３６の上面には、カム部材（規制部材及び規制解除部材）としてのカム３８が設けられており、カム３８は、ロックギア３６と一体回転する。カム３８は、ロックギア３６の上面から上側に突出されており、外周にカム面３８Ａ及びカム面３８Ｂが形成されている。カム面３８Ａは、径寸法がロックギア３６の歯底面の径寸法よりも僅かに小さくかつ略一定とされて、カム３８の略半周に渡って形成されている。また、カム面３８Ａのロック解除方向側に変曲点３８Ｃが設けられており、カム面３８Ｂは、変曲点３８Ｃからロック解除方向に連続されていると共に、カム面３８Ｂの径寸法が、変曲点３８Ｃからロック解除方向に離れるに従って減少されている。

シフトロック機構２２には、移動部材としてのブロック状のロックバー４０が設けられており、ロックバー４０は、長手方向がノブ１２の略径方向とされて、ロックギア３６の上側においてノブ１２の略径内側（回転規制方向、矢印Ｅ方向）、及び略径外側（矢印Ｆ方向、規制解除方向）に移動可能にノブベース１６に支持されている。ロックバー４０には、略三角形状のスライド突起４０Ａが一体に設けられており、スライド突起４０Ａは、ロックバー４０の基部から突出されて、ノブ１２とは反対側においてカム３８の周面（カム面３８Ａ、３８Ｂ）に対向されている。また、スライド突起４０Ａには、カム３８側に当接面としての当接面４０Ｂが設けられている。

ここで、ロックバー４０の当接面４０Ｂは、ノブ１２側へ向くに従いカム３８とは反対側へ向かう方向に傾斜されている。これにより、当接面４０Ｂがカム面３８Ａに当接する場合には、カム３８の回転中心に対する矢印Ｆ方向位置よりもロックバー４０側に角度αだけずれた位置において、当接面４０Ｂが当接される。なお、本実施の形態では、角度αを０＜α＜π／２の範囲にしている。

ロックバー４０のノブ１２とは反対側には、付勢手段としてのコイルスプリング（圧縮スプリング、図示省略）が設けられており、ロックバー４０は、コイルスプリングによりノブ１２の略径内側（矢印Ｅ方向）に向けて付勢されて、スライド突起４０Ａの当接面４０Ｂがカム３８の周面（カム面３８Ａ）に当接されている。

また、ロックバー４０には、規制部としての矩形柱状のロック突起４０Ｃが一体に設けられており、ロック突起４０Ｃは、ロックバー４０の基部からノブ１２の略径内側に向けて突出されている。スライド突起４０Ａの当接面４０Ｂがカム３８のカム面３８Ａに当接されたロックバー４０の係合状態（図２に実線にて示される状態）では、ロック突起４０Ｃは、コイルスプリングの付勢力に抗してノブ１２から離間されている。また、カム３８がロックギア３６と一体でロック方向へ回転されて、スライド突起４０Ａの当接面４０Ｂがカム３８の変曲点３８Ｃからカム面３８Ｂに当接されると、ロックバー４０の係合解除状態（図２に二点鎖線にて示される状態）に移行し、コイルスプリングの付勢力によりロック突起４０Ｃがノブ１２の回転規制方向（矢印Ｅ方向）に移動される。ノブ１２（図１参照）には、下端部外周にロック孔（図示省略）が形成されている。ロックバー４０の係合解除状態では、ロック突起４０Ｃがノブ１２のロック孔に入込んで、ロックバー４０（ロック突起４０Ｃ）がノブ１２の回転を規制する。

なお、図３に示す如く、ロックバー４０の基部には、下側の面に検出部としてのマグネット４２が設けられている。マグネット４２には、図示しないセンサ基板が対向されており、センサ基板は、制御装置に電気的に接続されている。このため、制御装置において、ロックバー４０の位置が検出される。

次に本実施の形態の作用を説明する。
以上説明したシフト装置１０では、ノブ１２が「Ｐ」位置に配置された場合（ノブ１２のシフト位置が「Ｐ」位置であることをシフトセンサが検出した場合）で、かつ、ブレーキが操作されない際には、シフトロック機構２２において、制御装置の制御により、モータ２４が逆転駆動されることで、ロックギア３６がウォームギア２８、ハスバギア３０及び中間ギア３２を介して矢印Ｄ方向に回転されて、カム３８がロックバー４０との係合解除方向（矢印Ｄ方向）へ回転される。これにより、カム３８のカム面３８Ｂがロックバー４０の当接面４０Ｂに対向すると、ロックバー４０がコイルスプリングの付勢力によりノブ１２の略径内側（矢印Ｅ方向）へ向けて移動されて、ロックバー４０が係合解除状態とされることで、ロック突起４０Ｃがノブ１２のロック孔に入込んで、ノブ１２の回転が規制される。なお、ロックバー４０が係合解除状態となった際（ロック突起４０Ｃがロック孔に入込んだことが検出された際）には、制御装置の制御により、モータ２４の逆転駆動が停止される。

一方、ノブ１２が「Ｐ」位置に配置された場合に、ブレーキが操作された際には、シフトロック機構２２において、制御装置の制御により、モータ２４が正転駆動されることで、ロックギア３６がウォームギア２８、ハスバギア３０及び中間ギア３２を介して矢印Ｃ方向に回転されて、カム３８がロックバー４０との係合方向（矢印Ｃ方向）へ回転される。これにより、カム３８のカム面３８Ａがロックバー４０の当接面４０Ｂに対向すると、ロックバー４０がコイルスプリングの付勢力に抗してノブ１２の略径外側（矢印Ｆ方向）へ移動されて、ロックバー４０が係合状態にされることで、ロック突起４０Ｃがノブ１２のロック孔から引出されて、ノブ１２の回転の規制が解除される。なお、ロックバー４０が係合状態となった際（ロック突起４０Ｃがロック孔から引出されたこと検出された際）には、制御装置の制御により、モータ２４の正転駆動が停止される。

ここで、カム３８が回転されて、ロックバー４０が移動される際には、カム３８がカム面３８Ａ、３８Ｂ（変曲点３８Ｃを含む）の回転中心に対する矢印Ｅ方向位置及び矢印Ｆ方向位置を除いた位置において当接面４０Ｂが当接される。このため、カム３８の回転によるカム３８周面のロックバー４０の当接面４０Ｂのロックバー４０移動方向における移動ストロークを大きくできて、カム３８の回転角度に対するロックバー４０の移動ストロークを大きくできる。

これにより、シフトロック機構２２では、カム３８の回転角度に対するロックバー４０の移動ストロークを大きくできるので、カム３８の回転角度を小さくしても、ロックバー４０がノブ１２の回転の規制位置と規制解除位置とへ移動できる。

また、カム３８の回転角度に対するロックバー４０の移動ストロークが大きいので、ロックバー４０の移動速度が速くなる。このため、シフトロック機構２２では、ノブ１２のロック孔から迅速にロックバー４０のロック突起４０Ｃを抜差しできる。しかも、ロックバー４０の係合解除状態と係合状態との間のカム３８の回転角度を少なくできるので、カム３８におけるロックバー４０の移動のための領域（角度範囲）を狭めることができる。

さらに、ノブ１２の回転の規制位置から規制解除位置の範囲をロックバー４０が移動する際、カム３８の回転中心に対するロックバー４０移動方向垂直位置において、当接面４０Ｂがカム面３８Ｂ（変曲点３８Ｃでも良い）に当接する。このため、カム３８の回転によるカム３８周面の当接面４０Ｂ当接部の移動方向における移動ストロークが効果的に大きくなるので、カム３８の回転角度に対するロックバー４０の移動ストロークを効果的に大きくすることができる。

なお、ロックバー４０の当接面４０Ｂがノブ１２側に向かうに従いカム３８側へ傾斜されても良い。これにより、ロックバーが移動される際（規制方向及び規制解除方向に移動される際）には、当接面４０Ｂ上におけるカム面３８Ｂ（変曲点３８Ｃを含む）の当接位置が、ロックバー４０の移動方向とは反対側に変位される。このため、当接面４０Ｂ上におけるカム面３８Ｂの接触位置の変位によってロックバー４０が移動方向に移動するので、カム３８の回転角度に対するロックバー４０の移動ストロークを一層大きくできる。

なお、以上説明した本実施の形態では、車両のインストルメントパネルに設けられるシフト装置１０を例に説明したが、これに限らず、シフト装置は、車両の床面に設けられても良く、車両のコラム（ステアリングコラム）に設けられても良い。

１０シフト装置
１２ノブ（回転体）
３８カム（カム部材）
３８Ａ、３８Ｂカム面
４０ロックバー（移動部材）
４０Ｂ当接面

Claims

回転されてシフト位置が変更される回転体と、
一側に移動されて前記回転体の回転が規制されると共に、他側に移動されて前記回転体の回転規制が解除される移動部材と、
回転可能にされると共に、カム面が設けられ、前記カム面の回転中心に対する前記移動部材移動方向位置を除く位置に前記移動部材が当接される状態で、一方向及び他方向に回転されることで前記移動部材が一側及び他側に移動されるカム部材と、
を備えたシフト装置。
前記カム面の回転中心に対する前記移動部材移動垂直方向位置を含む位置に前記移動部材が当接される状態で、前記カム部材が一方向及び他方向に回転されることで、前記移動部材が一側及び他側に移動される請求項１記載のシフト装置。
前記移動部材に設けられると共に、前記カム面に当接され、前記カム部材が回転される際に、前記カム面との当接位置が前記移動部材の移動方向とは反対側に変位される当接面を備えた請求項１又は請求項２記載のシフト装置。