JPWO2009122810A1 - 車輌のレンジ切換え装置 - Google Patents
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Abstract
ケース部材10には、駆動部50及びレンジ位置検知センサ11が収容されている。ケース部材10に対して回動自在に支持されたロータ40には、レンジ制御軸18の一端部18Aが取り付けられる凹部41が形成されている。ロータ40とケース部材10との間はシールされている。そして、板ばね43が、ロータ40の凹部41に配置され、レンジ制御軸18の一端部18Aとロータ40の凹部41との遊びを除去する。これにより、防水性が向上し且つレンジ制御軸のガタつきを防止することができる。
Description
本発明は、車輌に搭載されるレンジ切換え装置に係り、詳しくは、シフトレバー等のシフトレンジ選択部の操作によって選択された走行レンジ(例えば、P,R,N,D)に応じてモータを制御し、レンジ制御軸を介して、例えばマニュアルバルブ、パーキングギヤ機構等のシフトレンジ操作部を操作してシフトレンジを切り換えるレンジ切換え装置(いわゆるシフトバイワイヤシステム)に関する。
近時、モータを用いてレンジ切換えを行う、いわゆるシフトバイワイヤシステムによるレンジ切換え装置の提案がなされている。該レンジ切換え装置では、シフトレバーの操作に応じて制御されるモータの駆動力を、駆動部を介してレンジ制御軸に伝達してレンジ制御軸を回動させ、レンジ制御軸に固定したディテントレバーを介して、例えば自動変速機の油圧制御装置及びパーキングギヤ機構を作動させてシフトレンジを切換えている。そして、ディテントレバーの回動位置、即ちレンジ制御軸の回動位置を検知部としてのレンジ位置検知センサにて検知することにより、レンジ切換え状態を検出しつつ、シフトレンジを切換え制御している。
従来、レンジ切換え装置では、レンジ制御軸が検知部を貫通し、レンジ制御軸の一端部にアーム部材を固定していた。そして、ケース部材の内部を水密状態とするために、レンジ制御軸と検知部との間にシール材を設けた防水構造としていた。しかし、この構造では、レンジ制御軸を伝って水がケース内部に浸入するおそれがあり、その防水効果は小さく、改良が望まれていた。
これに対し、ケース部材としてのフロントハウジングに回転自在に支持され、レンジ制御軸としてのコントロールロッドに連結される出力軸とを備えたレンジ切換え装置の提案がなされている(例えば日本国特開2007−56961号公報参照)。このレンジ切換え装置では、出力軸にスプライン溝を設け、コントロールロッドにスプライン歯を設けて、スプライン嵌合している。
しかしながら、上記スプライン構造としたレンジ切換え装置では、出力軸とケース部材としてのフロントハウジングとの間にシール材を設けることで防水性を向上させることはできるが、レンジ制御軸としてのコントロールロッドと出力軸とをスプライン嵌合しているため、コントロールロッドがガタつくおそれがあった。そして、コントロールロッドがガタつくことによって、コントロールロッドの回動位置の検知誤差が大きくなり、動作が不安定となるおそれがあった。
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、防水性が向上し且つレンジ制御軸のガタつきを防止することができる車輌のレンジ切換え装置を提供することを目的とするものである。
本発明は(例えば、図1〜図5参照)、シフトレンジ選択部の操作に応じて制御されるモータ(4)と、前記モータ(4)により駆動する駆動部(50)と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部(100)に前記駆動部(50)からの駆動力を伝達するレンジ制御軸の回動位置を検知する検知部(11)と、を備えた車輌のレンジ切換え装置において、
前記駆動部(50)及び前記検知部(11)を収容するケース部材(10)と、
前記ケース部材(10)に対して回動自在に支持され、前記ケース部材(10)との間がシールされると共に、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)が取り付けられる凹部(41)が形成された支持部(40)と、
前記支持部(40)の凹部(41)に配置され、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)と前記支持部(40)の凹部(41)との遊びを除去する除去手段(43,48)と、を備えた、
ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置にある。
前記駆動部(50)及び前記検知部(11)を収容するケース部材(10)と、
前記ケース部材(10)に対して回動自在に支持され、前記ケース部材(10)との間がシールされると共に、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)が取り付けられる凹部(41)が形成された支持部(40)と、
前記支持部(40)の凹部(41)に配置され、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)と前記支持部(40)の凹部(41)との遊びを除去する除去手段(43,48)と、を備えた、
ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置にある。
これにより、支持部の凹部にレンジ制御軸が取り付けられるので、レンジ制御軸を伝ってきた水が支持部の凹部に阻まれてケース部材の内部に浸入するのが抑制され、防水性が向上する。更に、この支持部の凹部に配置された遊びを除去する除去手段によって、支持部とレンジ制御軸とが相対的に回動不能に嵌合し、レンジ制御軸のガタつきが防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において(例えば、図2〜図5参照)、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)には、少なくとも平行な2つの面取り面(18a,18b)が形成されており、
前記凹部(41)には、前記面取り面に対向する平行な2つの側面(41a,41b)が形成され、
前記除去手段は、前記2つの面取り面(18a,18b)と前記2つの側面(41a,41b)との間に配置され、前記2つの面取り面(18a,18b)と前記2つの側面(41a,41b)とを押圧する押圧手段(43,48)である、
ことを特徴とするものである。
前記凹部(41)には、前記面取り面に対向する平行な2つの側面(41a,41b)が形成され、
前記除去手段は、前記2つの面取り面(18a,18b)と前記2つの側面(41a,41b)との間に配置され、前記2つの面取り面(18a,18b)と前記2つの側面(41a,41b)とを押圧する押圧手段(43,48)である、
ことを特徴とするものである。
これにより、平行な2つの面取り面と平行な2つの側面とが対向するので、効果的に支持部とレンジ制御軸とを相対的に回動不能とすることができる。さらに、平行な2つの面取り面と平行な2つの側面とが押圧手段により押圧されるので、レンジ制御軸の一端が強固に押えられレンジ制御軸のガタつきを効果的に防止することができる。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において(例えば、図2及び図3参照)、前記押圧手段は、断面略コ字形状に形成されて前記凹部(41)に嵌り、前記2つの面取り面(18a,18b)と前記2つの側面(41a,41b)との間に弾性変形しつつ嵌合して前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)を保持する板ばね(43)である、
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とするものである。
これにより、押圧手段が板ばねであるので、レンジ制御軸の一端部における両方の面取り面が弾性変形した板ばねにより押圧される。これにより、レンジ制御軸の一端部は、板ばねにより両側から保持されるので、レンジ制御軸のガタつきが効果的に防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において、前記板ばね(43)には、前記2つの側面(41a,41b)のそれぞれに突出する突起部(52a,52b)が形成され、前記2つの側面(41a,41b)には、前記突起部(52a,52b)が引っ掛る引掛り部(53a,53b)が形成されている、
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とするものである。
これにより、板ばねの突起部が支持部の凹部の引掛り部に引っ掛るので、例えばメンテナンス等で凹部からレンジ制御軸を引き抜いた際や車輌にレンジ切換え装置を搭載する前の運搬の際等で、板ばねが凹部から脱落するのを防止することができ、これによって、板ばねが紛失するのを防止することができる。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において(例えば、図4及び図5参照)、前記除去手段は、前記凹部(41)の底面(41c)に向かって先細りとなり、前記レンジ制御軸(18)の一端部(18A)が圧入されるテーパ部(48)である、
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とするものである。
これにより、テーパ部によりレンジ制御軸を凹部にスムーズに挿入することができ、レンジ制御軸の一端部を凹部におけるテーパ部に圧入することで、レンジ制御軸のガタつきが効果的に防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において(例えば、図2〜図5参照)、前記駆動部(50)は、前記モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構(5)と、前記変換機構(5)によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材(6)と、を有し、
前記アーム部材(6)が、前記支持部(40)に取り付けられ、
前記アーム部材(6)の揺動運動により、前記支持部(40)と一体に前記レンジ制御軸(18)が回動する、
ことを特徴とするものである。
前記アーム部材(6)が、前記支持部(40)に取り付けられ、
前記アーム部材(6)の揺動運動により、前記支持部(40)と一体に前記レンジ制御軸(18)が回動する、
ことを特徴とするものである。
これにより、レンジ制御軸の一端部と支持部とがガタつくことなく一体に回動するので、アーム部材をレンジ制御軸に直接取り付けなくてもよく、アーム部材を支持部に取り付けることで、防水性を確保しながらアーム部材の駆動力をレンジ制御軸に伝達することが可能である。
また、上記車輌のレンジ切換え装置において、固定用ボルト(46)と、両端に爪部(47a,47a)を有する板部材(47)と、を備え、
前記支持部(40)は、前記板部材(47)の爪部(47a,47a)が嵌合する嵌合部(45b,45b)を有し、
前記アーム部材(6)を介して前記板部材(47)の爪部(47a,47a)を前記支持部(40)の嵌合部(45b,45b)に嵌合し、前記固定用ボルト(46)により、前記板部材(47)及び前記アーム部材(6)を前記支持部(40)に一体に固定した、
ことを特徴とするものである。
前記支持部(40)は、前記板部材(47)の爪部(47a,47a)が嵌合する嵌合部(45b,45b)を有し、
前記アーム部材(6)を介して前記板部材(47)の爪部(47a,47a)を前記支持部(40)の嵌合部(45b,45b)に嵌合し、前記固定用ボルト(46)により、前記板部材(47)及び前記アーム部材(6)を前記支持部(40)に一体に固定した、
ことを特徴とするものである。
これにより、アーム部材が揺動して支持部が回動するので、仮にアーム部材と支持部とをボルトのみで固定した場合には、衝撃等でアーム部材が支持部に対してずれてしまうおそれがあるが、爪部を有する板部材を備えたので、アーム部材と支持部とを簡単な構造でより強固に固定することができ、支持部に対するアーム部材のずれを防止することができ、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、一層シフトレンジの切換え動作が安定する。
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1に、本発明に係る車輌のレンジ切換え装置の一例として、本第1の実施の形態に係るレンジ切換え装置1を示す。同図は、レンジ切換え装置1、ディテント機構7、パーキングギヤ機構8、及びバルブボディ9の構成を模式的に示す図である。図2は、第1の実施の形態に係るレンジ切換え装置1における要部の概略を示す断面図である。
図1に、本発明に係る車輌のレンジ切換え装置の一例として、本第1の実施の形態に係るレンジ切換え装置1を示す。同図は、レンジ切換え装置1、ディテント機構7、パーキングギヤ機構8、及びバルブボディ9の構成を模式的に示す図である。図2は、第1の実施の形態に係るレンジ切換え装置1における要部の概略を示す断面図である。
レンジ切換え装置1は、車輌に搭載される自動変速機(例えば多段自動変速機や無段変速機(CVT))に組み込まれている。図1に示すように、レンジ切換え装置1は、運転者によってシフトレンジが選択操作されるシフトレバー(シフトレンジ選択部)2からのシフト信号(電気信号)S1に基づいて制御信号S2を発生させる制御装置(制御部)3と、該制御装置3からの制御信号S2に基づいて制御されるモータ4と、モータ4により駆動する駆動部50と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部100に駆動部50からの駆動力を伝達するレンジ制御軸18の回動位置を検知するレンジ位置検知センサ(検知部)11とを備えている。また、レンジ切換え装置1は、ケース部材10を備え、ケース部材10内に、モータ4、駆動部50、及びレンジ位置検知センサ11等が収容されている。
駆動部50は、モータ4の回転運動を直線運動に変換する変換機構5と、変換機構5によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材6とを有している。
シフトレンジ操作部100は、アーム部材6によって移動されるスプール(レンジ切換え部材)21と、スプール21を位置決め保持するディテント機構7とを有している。スプール21は、自動変速機のバルブボディ9内に配置されている。さらに、同図に示すように自動変速機には、パーキングギヤ機構8が設けられている。
以下、シフトレバー2から順に構成の詳細を説明する。
シフトレバー2には、自動変速機のP(パーキング)レンジ,R(リバース)レンジ,N(ニュートラル)レンジ,D(ドライブ)レンジの各シフトレンジ(不図示)が表示されている。シフトレバー2は、運転者によって直接操作されてシフトレンジのうちから1つのレンジが選択される。そして、選択されたレンジに対応するシフト信号S1が発生される。なお、シフトレンジ選択部としては、運転者の意思を反映することができるもの、すなわち運転者によって選択されたシフトレンジに対応するシフト信号S1を発生させることができるものであれば、シフトレバー2以外のものであってもよい。例えば、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を使用することができる。
制御装置3は、シフトレバー2で発生されたシフト信号S1に基づいて制御信号S2を発生させ、この制御信号S2によってモータ4の回転を制御するものである。さらに、この制御装置3には、レンジ位置検知センサ11からの検出信号が入力される。制御装置3は、この検出信号に基づいて、モータ4の回転方向や回転開始・停止のタイミングを制御するようになっている。つまり、制御装置3は、シフトレバー2からのシフト信号S1に基づいてモータ4によりレンジ制御軸18を介してスプール21の動作を制御してシフトレンジを切り換える、いわゆるシフトバイワイヤシステム(SBW)をコントロールするためのコントロールユニットである。なお、制御装置3は、図1において、ケース部材10の外部に配置されているが、ケース部材10の内部に配置するようにしても良い。
モータ4は、例えば永久磁石を有する直流モータが使用され、その回転方向、回転時間、回転タイミングは、制御装置3によって制御されるようになっている。
モータ4の出力軸4aは、伝動ギヤ12aが一体に回転するように固定されており、伝動ギヤ12aは、該伝動ギヤ12aよりも大きな外径を有する伝動ギヤ12bと噛合している。これにより、モータ4の出力軸4aの回転は、これら伝動ギヤ12a,12bによって減速されてねじ軸5aに伝達される。
変換機構5は、本第1の実施の形態では滑りねじを採用している。この変換機構5としての滑りねじは、モータ4によって回転駆動されるねじ軸5aと、該ねじ軸5aに対して軸方向移動可能に係合されたナット部材5bとを有している。該ねじ軸5aは、ケース部材10に対して回転自在に支持されている。
図2において、ナット部材5bは、ねじ軸5aの回転に対して回転不能且つ軸方向移動可能に係合されており、該ねじ軸5aが回転すると、ナット部材5bが軸方向に移動するようになっている。ナット部材5bの側面には、ねじ軸5aに直交する方向に突起部5cが形成されている。この突起部5cには、アーム部材6の一部が係合される。このように変換機構5は、回転運動を直線運動に変換できるように構成されている。なお、例えば、ねじ軸5aのねじ溝の角度を大きくするほど、ナット部材5bの直線運動をねじ軸5aの回転運動に変換することが容易になる。
アーム部材6は、基端部6Aと先端部6Bとを有している。該先端部6Bには、長孔状の孔部6bが形成されており、ナット部材5bの突起部5cが係合している。そして、基端部6Aが、レンジ制御軸18を中心に回動自在となるよう支持されている。これにより、アーム部材6は、ナット部材5bがねじ軸5aの軸方向に移動するのに伴って、先端部6B側が揺動動作し、この揺動動作がレンジ制御軸18を回動させることになる。
図1において、レンジ位置検知センサ11は、ディテントレバー26の揺動角度、つまりレンジ制御軸18の回動角度に対応した電圧(検知信号)を出力するように構成されている。
スプール21は、バルブボディ9内に配置されたマニュアルバルブ20内のスプールであり、図1中左方側から順にランド21a,21b,21cを有している。該スプール21は、軸方向(矢印A1−A2方向)に移動自在に支持されており、軸方向に移動することにより、バルブボディ9内の油路を切り換えて、所定のシフトレンジを設定するものである。すなわち、Pレンジに対応するP位置,Rレンジに対応するR位置,Nレンジに対応するN位置,Dレンジに対応するD位置に移動できるようになっている。また、スプール21は、ランド21a,21b,21cと一体の軸24を有しており、該軸24の先端にはL字形のフック25が形成されている。
ディテント機構7は、ディテントレバー26と、ディテントスプリング27と、ローラ28とを有している。該ディテントレバー26は、板状の部材であり、レンジ制御軸18の他端部18Bが固定される軸部30を介して自動変速機(不図示)の一部によって揺動自在に支持されている。ディテントレバー26の基端部(図1中の下方側の端部)には、長孔状の長孔31が穿設されていて、この長孔31には、上記スプール21の軸24の先端のフック25が係合されている。一方、ディテントレバー26の先端部(図1中の上方側の端部)には同図中の左から順に4個の切換え領域として左から順にレンジ溝a,c,e,gが設けられている。そしてこれらレンジ溝a,c,e,gの各間には、凸部b,d,fが形成されている。上記レンジ溝a,c,e,gは、この順に、前述のスプール21のP位置,R位置,N位置,D位置に大まかに対応している。ここで、「大まかに」とは、上記レンジ溝a,c,e,gが、幅を持った領域(切換え領域)であるという意味である。ディテントスプリング27は、略々長板状の部材によって形成されており、基端部32が、図1に示すように、バルブボディ9に固定されるとともに先端には二股部33が形成されている。この二股部33の間に、ローラ28が回動自在に支持されている。ディテントスプリング27全体は板ばねとして作用し、その先端に回動自在に配置されているローラ28をディテントレバー26の各レンジ溝a,c,e,gの傾斜面に押圧して、ディテントレバー26を精度よく位置決め保持するようになっている。
上述のように、本第1の実施の形態においては、ディテントレバー26の揺動動作とスプール21の矢印A1−A2方向の移動動作が連動していること、すなわちディテントレバー26の位置とスプール21の位置とが1対1に対応していることに基づき、スプール21の位置を直接制御するのではなく、ディテントレバー26の回動位置、つまりレンジ制御軸18の回動位置を精度よく制御することで、スプール21を精度よく制御するものである。
パーキングギヤ機構8は、基端側がL字形に屈曲されて上述のディテントレバー26に係合されたパーキングロッド34と、このパーキングロッド34の先端側に遊嵌されて移動可能な円錐状のウエッジ35と、パーキングロッド34に固定された鍔部36とウエッジ35とに連結されたばね37と、パーキングロッド34の先端側の下方に配置されたサポート38と、このサポート38との間にウエッジ35が挿脱される、揺動自在なパーキングポール39とを備えている。パーキングポール39は、基端側の軸39aを中心にほぼ上下方向に揺動自在に配置されており、上側には自動変速機の出力軸(不図示)に固定されたパーキングギヤ29に対して係脱可能な爪39bが突設されている。
次に、上記構成のレンジ切換え装置1の動作及びレンジ切換え装置1に基づく各機構の動作について、PレンジからRレンジへの切換えを例に説明する。
Pレンジにおいては、ディテント機構7のローラ28は、図1中のレンジ溝a内に配置されている。運転者によってシフトレバー2が、PレンジからRレンジに切り換えられると、これに対応したシフト信号S1が制御装置3に入力される。制御装置3によってモータ4が回転され、伝動ギヤ12a,12bを介してねじ軸5aが回転される。この回転により、ナット部材5bが、軸方向に移動する。これに伴い、アーム部材6が揺動する。これにより、レンジ制御軸18を介して、ディテントレバー26が図1中反時計回り方向に回転するとともに、スプール21が矢印A1方向に移動する。制御装置3は、レンジ位置検知センサ11の出力電圧がPレンジからRレンジへの切換えに対応する値になったときに、モータ4の回転を停止する。これにより、ローラ28は、レンジ溝a内から凸部bを越えてレンジ溝c内に入る。モータ4が停止されたことにより、ディテントレバー26は、ディテントスプリング27の弾性力に基づくローラ28の付勢力により回転される。この回転によってローラ28は、レンジ溝c内に精度よく位置決め保持される。これにより、P位置にあったスプール21は、精度よくR位置に配置されることになる。モータ4が停止されて、上述のディテント機構7の作用によってディテントレバー26が回転されるときには、レンジ制御軸18、アーム部材6を介してナット部材5bが軸方向に移動されてねじ軸5aが回転されることになる。
なお、他のシフトレンジの切換えについても上述と同様である。
次に、レンジ切換え装置1において、レンジ制御軸18の一端部18Aが取り付けられる部分について詳細に説明する。図3は、第1の実施の形態に係るレンジ切換え装置1において、レンジ制御軸18の一端部18Aが抜き取られている状態及びアーム部材6を取り外した状態の概略を示す断面図であり、以下、図2及び図3を参照しながら説明する。
ケース部材10には、レンジ制御軸18が貫通する貫通孔10aが形成されている。
レンジ位置検知センサ11は、検知素子としてのホールIC11a、ホールIC11aが取り付けられ、磁気回路を構成するコア11b、並びにホールIC11a及びコア11bを保持する保持部材11cを有する検知部本体11Aと、磁石11Bとを備えている。
保持部材11cは、ケース部材10の内側に接着剤等で固定されており、ケース部材10の貫通孔10aに対応する部分には、貫通孔11dが形成されている。
本第1の実施の形態では、レンジ切換え装置1は、ケース部材10に対して回動自在に支持される支持部としてのロータ40を備えている。具体的に説明すると、ロータ40は、レンジ位置検知センサ11の保持部材11cに形成された貫通孔11dに挿入され、ケース部材10に固定された保持部材11cに回動可能に支持されている。
保持部材11cとロータ40との間には、磁石11Bが配置され、該磁石11Bは、ロータ40に固定されており、ロータ40と一体に回動する。ロータ40は、レンジ制御軸18の一端部18Aが取り付けられる凹部41が形成されている。この凹部41にレンジ制御軸18の一端部18Aが挿入され、ロータ40の凹部41の反対側に位置する部分にアーム部材6の基端部6Aが固定される。これにより、アーム部材6の揺動に伴って、レンジ制御軸18がロータ40及び磁石11Bと一体に回動する。そして、レンジ位置検知センサ11は、磁石11Bの移動によるコア11bの磁束の変化を検知素子としてのホールIC11aにより検知することで、レンジ制御軸18の回動位置を検知している。
ここで、レンジ切換え装置1は、ケース部材10とロータ40との間に配置され、ケース部材10と支持部との間をシールするシールリング(シール材)42を備えている。そして、ロータ40には、貫通孔ではなく、レンジ制御軸18の一端部18Aが挿入される凹部41が形成されている。
つまり、レンジ制御軸18は、貫通孔ではなく凹部41によって支持されているので、水がケース部材10の外部からレンジ制御軸18を伝ってきたとしても、ロータ40の凹部41に阻まれ、ケース部材10の内部には浸入し難く、貫通孔でレンジ制御軸18を支持した場合と比較して、防水性が向上するものである。
レンジ制御軸18の一端部18Aは、角柱形状(断面が矩形)となるように面取りされている。具体的に説明すると、レンジ制御軸18の一端部18Aは、四角柱形状となるように面取りされて4つの面取り面が形成され、対向する面取り面同士が平行に形成されている。図2では、平行な2つの面取り面18a,18bが図示されている。なお、本第1の実施の形態では、4つの面取り面が形成されているが、これに限定するものではなく、少なくとも平行な2つの面取り面が形成されていればよい。
ロータ40の凹部41は、レンジ制御軸18の一端部18Aに一致するように、角柱形状(四角柱形状)に凹んで形成されている。即ち、ロータ40の凹部41には、各面取り面に対向する側面が形成されており、図2では、2つの面取り面18a,18bに対向する平行な2つの側面41a,41bが図示されている。このように平行な2つの面取り面18a,18bと、平行な2つの側面41a,41bとを対向させることで、レンジ制御軸18とロータ40とを相対的に回動不能とすることができる。
ここで、本第1の実施の形態では、ロータ40の凹部41とレンジ制御軸18の一端部18Aとの間に遊びを持たせている。これは、ロータ40の凹部41とレンジ制御軸18の一端部18Aとの形状が僅かでも異なった場合に、ロータ40の凹部41にレンジ制御軸18の一端部18Aが取付不能となるのを回避するためである。そして、本第1の実施の形態では、レンジ切換え装置1は、ロータ40の凹部41に配置され、レンジ制御軸18の一端部18Aとロータ40の凹部41との遊びを除去する除去手段としての板ばね43を備えている。そして、この板ばね43は、一端部18Aの平行な2つの面取り面18a,18bと、凹部41の平行な2つの側面41a,41bとの間に配置され、面取り面18a,18bと、2つの側面41a,41bとを押圧する押圧手段として機能する。この板ばね43は、断面略コ字形状に形成されており、ロータ40の凹部41に嵌められている。具体的に説明すると、板ばね43は、ロータ40の凹部41における底面41cに対向する底板部43cと、底板部43cの両端部で折れ曲がり、凹部41の外方(開口する側)に向かって延びる2つの側板部43a,43bとを有している。
そして、板ばね43の両方の側板部43a,43bには、断面略V字形状にレンジ制御軸18側に屈曲されたばね部51a,51bが形成されている。レンジ制御軸18の一端部18Aを凹部41に挿入した際、板ばね43の各ばね部51a,51bがレンジ制御軸18の一端部18Aの各面取り面18a,18bに当接して弾性変形し、これによって、レンジ制御軸18の一端部18Aが両側から押圧されて保持される。つまり、この板ばね43によりレンジ制御軸18の一端部18Aとロータ40の凹部41との遊びが除去される。そして、板ばね43は、弾性変形することにより凹部41の2つの側面41a,41bと、レンジ制御軸18の一端部18Aの2つの面取り面18a,18bとを押圧する。そして、レンジ制御軸18の一端部18Aは、板ばね43を介して凹部41に対して回動不能に嵌合して板ばね43に保持される。このように、板ばね43により保持されることにより、レンジ制御軸18の一端部18Aが凹部41に対して回動不能に嵌合し、レンジ制御軸18がガタつくことなく、レンジ制御軸18とロータ40とが一体に回動することとなる。このように、レンジ制御軸18が安定して回動するので、レンジ位置検知センサ11により検知されるレンジ制御軸18の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。
次に、板ばね43の一方の側板部43aには、対向する一方の側面41aに突出する突起部52aが形成されており、また、板ばね43の他方の側板部43bには、対向する他方の側面41bに突出する突起部52bが形成されている。そして、ロータ40の凹部41の2つの側面41a,41bには、板ばね43の対向する突起部52a,52bが引っ掛る引掛り部53a,53bが形成されている。これにより、板ばね43は、メンテナンス等でレンジ制御軸18が引き抜かれた際やレンジ切換え装置1が車輌に搭載される前の運搬の際等に、該板ばね43の両側板部43a,43bの突起部52a,52bが引掛り部53a,53bに引っ掛り、凹部41から脱落するのが防止される。従って、メンテナンスや運搬時に板ばね43が紛失するのを防止することができる。
本第1の実施の形態では、ロータ40は樹脂で形成されている。そしてロータ40は、凹部41の反対側に固定され、アーム部材6をロータ40に固定するための金属で形成された固定部45を有している。
レンジ切換え装置1は、固定用ボルト46と、両端に爪部47a,47aを有する板部材47と、を備えており、ロータ40の固定部45には、固定用ボルト46が螺合するボルト穴45aと、板部材47の爪部47a,47aが嵌合する嵌合部45b,45bとが形成されている。なお、アーム部材6には、固定用ボルト46が貫通する孔6cと、爪部47a,47aが貫通する孔6d,6dとが形成されており、板部材47には、固定用ボルト46が貫通する孔47bが形成されている。
そして、アーム部材6は、板部材47及び固定用ボルト46によりロータ40の固定部45に固定される。具体的に説明すると、板部材47の爪部47a,47aをアーム部材6の孔6d,6dを通じて嵌合部45b,45bに嵌合し、板部材47によりアーム部材6をロータ40に押し付ける。この状態で固定用ボルト46を板部材47の孔47b及びアーム部材6の孔6cを通じてボルト穴45aに螺合することで、アーム部材6は板部材47と共にロータ40に一体に固定される。これにより、仮にアーム部材と支持部としてのロータとをボルトのみで固定した場合には、衝撃等でアーム部材がロータに対して回動方向にずれてしまうおそれがあるが、本第1の実施の形態では、爪部47a,47aを有する板部材47をアーム部材6の固定に用いたので、アーム部材6とロータ40とをより強固に固定することができ、ロータ40に対するアーム部材6のガタつきを防止することができる。
ところで、本第1の実施の形態のようなレンジ切換え装置の変換機構にボールねじを採用することが考えられる。この際、ボールねじは、モータによって回転駆動されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に対して軸方向に移動可能に係合されたボールナットと、これらボールねじ軸とボールナット間に介装された多数のボールとを有して構成されており、アーム部材は、先端に二股部を形成し、この二股部によってボールねじ軸及びボールナットを挟み込むようにボールナットに連結しなくてはならない。つまり、例えばボールナットとアーム部材とを1箇所において連結させた場合、ボールナットは、ボールねじ軸に対してカタギを生じ、ボールが円滑に循環しなくなり、該ボールナットの動きが悪くなるという問題があった。
これに対し、本第1の実施の形態においては、滑りねじを採用しており、ナット部材5bとアーム部材6との連結を1箇所によるものにすることができる。これにより、アーム部材6をロータ40に固定用ボルト46及び板部材47で固定した際に、アーム部材6をナット部材5bに押し付けるだけでよく、これによりナット部材5bの動作が安定し、ナット部材5bに連結されているアーム部材6の動作が安定し、シフトレンジの切換え動作が安定する。
[第2の実施の形態]
上記第1の実施の形態では、遊びを除去する除去手段である押圧手段が板ばね43である場合について説明したが、本第2の実施の形態では、除去手段である押圧手段がレンジ制御軸18の一端部18Aが圧入されるテーパ部である場合について説明する。なお、本第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
上記第1の実施の形態では、遊びを除去する除去手段である押圧手段が板ばね43である場合について説明したが、本第2の実施の形態では、除去手段である押圧手段がレンジ制御軸18の一端部18Aが圧入されるテーパ部である場合について説明する。なお、本第2の実施の形態において、上記第1の実施の形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
図4は、第2の実施の形態に係るレンジ切換え装置における要部の概略を示す断面図であり、図5は、第2の実施の形態に係るレンジ切換え装置1において、レンジ制御軸18の一端部18Aが抜き取られている状態及びアーム部材6を取り外した状態の概略を示す断面図である。
本第2の実施の形態において、レンジ切換え装置は、除去手段である押圧手段として、ロータ40の凹部41に固定され、レンジ制御軸18の一端部18Aにおける面取り面18a,18bに対向し、凹部41の底面41cに向かって先細りとなるテーパ部48を備えている。ロータ40は、本第2の実施の形態では、磁化されない金属で形成されており、テーパ部48は、樹脂で形成されている。そして、テーパ部48は、凹部41の側面41a,41bに接着剤等で固定されている。なお、ロータ40を樹脂で形成して、テーパ部48をロータ40と一体に形成してもよい。
本第2の実施の形態では、レンジ制御軸18の一端部18Aが4つの面取り面を有しているので、面取り面の数と同数の4つのテーパ部48を備えている(図4、図5では、2つのテーパ部が図示されている)。そして、4つのテーパ部48が凹部41の底面41cに対向する部分で連結されて一体に形成されている。なお、テーパ部48の数は、これに限定するものではなく、少なくとも1つあればよい。
これにより、テーパ部48によってレンジ制御軸18の一端部18Aをロータ40の凹部41にスムーズに案内することができる。さらにレンジ制御軸18の一端部18Aをテーパ部48に圧入することで、レンジ制御軸18の一端部18Aとロータ40の凹部41との遊びが除去される。そして、レンジ制御軸18の一端部18Aの圧入によって4つのテーパ部48が圧縮変形することにより、凹部41の平行な2つの側面41a,41b及び不図示の平行な2つの側面がそれぞれのテーパ部48に押圧され、レンジ制御軸18の一端部18Aの平行な2つの面取り面18a,18b及び不図示の平行な2つの面取り面がそれぞれのテーパ部48に押圧されるので、レンジ制御軸18の一端部18Aが強固に押えられ、レンジ制御軸18がガタつくのを防止することができる。
なお、上記第1、第2の実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記第1の実施の形態では、レンジ切換え装置が、除去手段としての板ばね43を備える場合について説明し、上記第2の実施の形態では、レンジ切換え装置が、除去手段としてのテーパ部48を備える場合について説明したが、レンジ切換え装置が、除去手段として、板ばね43及びテーパ部48を備える場合であってもよい。具体的に説明すると、支持部としてのロータ40の凹部41に2つのテーパ部48を対向配置すると共に、これに直交して板ばね43を配置すればよい。この場合、レンジ制御軸18の一端部18Aにおける一方の一対の面取り面が、板ばね43に保持され、他方の一対の面取り面が、テーパ部48に圧入されることとなる。これにより、より効果的にレンジ制御軸18のガタつきを防止することができる。
また、本実施の形態では、レンジ切換え装置の操作対象が、マニュアルバルブ及びパーキングギヤ機構等である場合について説明したが、レンジ切換え装置がレンジ制御軸を介して操作するものであれば、操作対象は特に限定されない。例えば、レンジ切換え装置が、レンジ制御軸を介してパーキングギヤ機構のみを切換え操作する場合にも適用可能である。
本発明に係る車輌のレンジ切換え装置は、乗用車、トラック、バス、農機等の車輌に搭載され、レンジ制御軸を介してマニュアルバルブ、パーキングギヤ機構等を操作してシフトレンジを切り換えるのに用いることが可能であり、防水性の確保とレンジ制御軸のガタつき防止とが要求されるものに用いて好適である。
Claims (7)
- シフトレンジ選択部の操作に応じて制御されるモータと、前記モータにより駆動する駆動部と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部に前記駆動部からの駆動力を伝達するレンジ制御軸の回動位置を検知する検知部と、を備えた車輌のレンジ切換え装置において、
前記駆動部及び前記検知部を収容するケース部材と、
前記ケース部材に対して回動自在に支持され、前記ケース部材との間がシールされると共に、前記レンジ制御軸の一端部が取り付けられる凹部が形成された支持部と、
前記支持部の凹部に配置され、前記レンジ制御軸の一端部と前記支持部の凹部との遊びを除去する除去手段と、を備えた、
ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置。 - 前記レンジ制御軸の一端部には、少なくとも平行な2つの面取り面が形成されており、
前記凹部には、前記面取り面に対向する平行な2つの側面が形成され、
前記除去手段は、前記2つの面取り面と前記2つの側面との間に配置され、前記2つの面取り面と前記2つの側面とを押圧する押圧手段である、
ことを特徴とする請求項1に記載の車輌のレンジ切換え装置。 - 前記押圧手段は、断面略コ字形状に形成されて前記凹部に嵌り、前記2つの面取り面と前記2つの側面との間に弾性変形しつつ嵌合して前記レンジ制御軸の一端部を保持する板ばねである、
ことを特徴とする請求項2に記載の車輌のレンジ切換え装置。 - 前記板ばねには、前記2つの側面のそれぞれに突出する突起部が形成され、前記2つの側面には、前記突起部が引っ掛る引掛り部が形成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の車輌のレンジ切換え装置。 - 前記押圧手段は、前記凹部の底面に向かって先細りとなり、前記レンジ制御軸の一端部が圧入されるテーパ部である、
ことを特徴とする請求項2に記載の車輌のレンジ切換え装置。 - 前記駆動部は、前記モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、前記変換機構によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材と、を有し、
前記アーム部材が、前記支持部に取り付けられ、
前記アーム部材の揺動運動により、前記支持部と一体に前記レンジ制御軸が回動する、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の車輌のレンジ切換え装置。 - 固定用ボルトと、両端に爪部を有する板部材と、を備え、
前記支持部は、前記板部材の爪部が嵌合する嵌合部を有し、
前記アーム部材を介して前記板部材の爪部を前記支持部の嵌合部に嵌合し、前記固定用ボルトにより、前記板部材及び前記アーム部材を前記支持部に一体に固定した、
ことを特徴とする請求項6に記載の車輌のレンジ切換え装置。
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