JP2008540238A - 自動車の変速機用シフトレバー構成 - Google Patents

Abstract

本発明は、変速機の選択された変速段を設定するためのシフトレバー（２）を含む、自動車の変速機用シフトレバー構成に関する。シフトレバー（２）は、位置決めユニット（９）によって、変速段を設定するためにシフトレバーの非使用位置（下方）からその使用位置（上方）へ及び／又はその逆方向に可動であるように取り付けられる。シフトレバー（２）にはアンチトラップユニット（１１）が割り当てられて、シフトレバー（２）をその非使用位置から使用位置へ及び／又はその方向逆に移動するための位置決めユニットの起動後に、位置決めユニット（９）によって生成されかつシフトレバー（２）に作用する位置決め力を、少なくとも低減し得るようにする。

Description

本発明は、変速機の選択された変速段を設定するためのシフトレバーであって、位置決めユニットによって、変速段を設定するために非使用位置から使用位置へ及び／又はその逆方向に可動であるように取り付けられるシフトレバーを有する、自動車の変速機用シフトレバー構成に関する。

特許文献１には、変速機の選択された変速段を設定する働きをするシフトレバーが、位置決めユニットによって、シフトレバーの非使用位置とその使用位置との間で可動であるように取り付けられる、自動車の変速機用シフトレバー構成が開示されている。自動車の使用者がシフトレバーの移動中に挟まれてしまうことによって不要に負傷しないように保護する安全手段は設けられていない。

独国特許出願公開第１９７ ４６ ４３８Ａ１号明細書

本発明の目的は、非使用位置から使用位置への及びその逆方向のシフトレバーの移動中に使用者が負傷する危険性を低下させるように、自動車の変速機用シフトレバー構成をさらに発展させることにある。

前記目的を達成するために、請求項１の前段に関連して本発明は、シフトレバーを非使用位置からその使用位置へ及び／又はその逆方向に調整するための位置決めユニットの起動後に、位置決めユニットによって生成されかつシフトレバーに作用する位置決め力を少なくとも低減し得るように、シフトレバーにアンチトラップユニットが割り当てられることを特徴とする。

アンチトラップユニットを提供することの特有の利点は、シフトレバーに作用しかつ位置決めユニットによって生成される位置決め力を低減又は停止（無効化）することによって、使用者が負傷する危険性をできる限り低下できることである。アンチトラップユニットによって、自然発生的にシフトレバーがさらに移動しないようにすることが可能となる。

本発明の好ましい一実施形態によれば、アンチトラップユニットは、シフトレバーに作用する結合装置を有して、この結合装置は、シフトレバーに作用する作動力に応じて、シフトレバーの移動が停止されるようにする。作動力は、シフトレバーの移動中に、使用者がシフトレバーに対し又はシフトレバーを担持する基部に対し及ぼす力である。シフトレバーの移動を停止させる作動力の大きさは、予め設定可能である。前記大きさは比較的小さくでき、シフトレバー又はその基部へ接触するだけでシフトレバーの移動を停止させることが可能である。しかしながら、前記大きさは、結合装置によって予め設定された結合度の程度にも依存し得て、ゼロと位置決め力のレベルとの間の範囲にある。

本発明の好ましい一実施形態によれば、結合装置は、一方では、位置決めユニットに結合されて、位置決めユニットによって生成される位置決めトルクを提供する駆動要素を有する。結合装置は、他方では、シフトレバーに結合されて、通常のシフトレバー移動の際にシフトレバーに所望の位置決め力を及ぼすように駆動要素に結合される従動要素を有する。駆動要素と従動要素は、シフトレバーの移動に反して作用する予め設定された大きさの反力を作用することによって、従動要素を駆動要素から離脱させることができるように、互いに結合される。反力の大きさは、駆動要素と従動要素との間の結合度に依存する。

本発明の一改良形態によれば、従動要素及び駆動要素は、正常位置においては互いに形状が合致するように接続され、形状合致の作用の程度によって結合度は決定される。予め設定された閾値トルクよりも大きい従動要素の反トルクをもたらし、かつシフトレバーに作用する反力によって、駆動要素と従動要素との間の離脱状態が生じる。この閾値トルクのレベルは、駆動要素と従動要素との間の合致作用の度合いに依存する。

本発明の一改良形態によれば、駆動要素及び従動要素は、互いに向き合う側に波形状の輪郭を有する。この波形状の輪郭の隆起の程度が結合度又は合致作用の度合いを決定する。このように結合度を予め設定できるのが有利である。

本発明の一改良形態によれば、駆動要素及び従動要素は、互いに同軸上かつ共通の面に配置される。従動要素及び駆動要素の波形状の輪郭が、駆動要素の外周端及び従動要素の内周端に沿って周方向に延在する。このように、シフトレバーの枠内又は枠に結合ユニットを場所をとらずに形成できる。

本発明の一改良形態によれば、従動要素は、枠に固定して配置されたスイッチと相互作用する作動要素を有して、シフトレバーの端部位置に到達すると位置決めユニットを停止するようにする。このように、シフトレバーの端部位置に応じてスイッチが起動可能であることが有利である。

本発明の一改良形態によれば、スイッチが圧力スイッチとして供され、ここで制御ユニットに関連して、位置決めユニットの起動及び停止が常に、従動要素の１８０°の回転後に起こる。

本発明の一改良形態によれば、従動要素は、シフトレバーの基部のガイド孔に取り付けられた軸ジャーナルを有する。このように、従動要素の回転運動をシフトレバーの直線運動に変換可能であることが有利である。

本発明のさらなる利点は、従属請求項から明らかになる。

本発明の例示された実施形態を、図面に基づいて以下詳細に説明する。

自動車の変速機用シフトレバー構成１はシフトレバー２から実質的に構成され、前記シフトレバー２は、ジョイント３によって旋回可能にその基部４に配置される。基部４は、図面に示されるシフトレバー２の上方の使用位置と、シフトレバー２の下方の非使用位置との間で可動であるように垂直ガイド５によって案内される。下方の非使用位置においては、シフトレバー２のハンドル６の上側が、シフトレバー構成１の枠８の上側７と同じ高さに配置される。このようにするために、好ましくは電動モータとして供され、シフトレバー２の基部４に動作可能に接続される位置決めユニット９が設けられる。位置決めユニット９は、好ましくはマイクロコントローラを含む電子制御ユニットとして供される制御ユニット１０に接続される。制御ユニット１０は、イグニッションスタータースイッチの作動に応じて位置決めユニット９を起動できるので、自動車を始動させると、シフトレバー２を又は基部４とともにシフトレバー２を非使用位置から使用位置へ自動的に延在させることができる。使用位置においては、シフトレバー２は自動変速機の変速段を設定する働きをする。従来の方法では、自動変速機は、例えばパーキング（Ｐ）、後退（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）及び前進（Ｄ）などの複数の変速段を有することができる。

使用位置から非使用位置への及びその逆方向のシフトレバー２の自動移動により自動車の使用者が負傷する危険性を回避するために、駆動要素１３及び従動要素１４を含む結合ユニット１２を実質的に有するアンチトラップユニット１１が設けられる。駆動要素１３は、位置決めユニット９の駆動軸１５に固定して接続されるので、位置決めユニット９の位置決め状態において、駆動要素１３に位置決めトルクが適用される。従動要素１４は、シフトレバー２の基部４に結合され、位置決め状態においては、駆動要素１３に適用される位置決めトルクを伝達する。

従動要素１４は、基部４のガイド孔１７を案内される軸ジャーナル１６を有する。ガイド孔１７は、好ましくは、長さが従動要素１４の外径に対応する水平の長手方向溝として供される（図２参照）。円環状の従動要素１４を水平回転軸１８の周りで回転させることによって、図２に示す使用位置から、ジャーナルが１８０°下向きに回転された非使用位置へ垂直方向に基部４を移動させる。

本明細書の例示された実施形態では、シフトレバー構成１の基部４は四角形の設計であり、垂直方向に可動となるように枠８の凹部に配置される。自動車の使用者がシフトレバー２の移動中（位置決め状態）に挟まれないようにするために、結合装置１２をスリッピングクラッチ式に供する。スリーブ状の従動要素１４の内周面２０と円形駆動要素１３の外周面２１との間の周方向に複数のボール２２が取り付けられる。従動要素１４の内周面２０及び／又は駆動要素１３の外周面２１は、それぞれボール２２が取り付けられる溝を有する波形状の輪郭２３を有する。ボール２２を、半径方向内側に及び／又は半径方向外側に並べた側において、バネ（渦巻バネ）によって支持する。前記渦巻バネのバネ力を変更することによって、従動要素１４と駆動要素１３との間の結合度に影響を及ぼすことが可能となる。シフトレバー構成１の位置決め状態においては、位置決めトルクが駆動要素１３から従動要素１４へ直接伝達される。駆動要素１３は、従動要素１４にボール２２を介して係合する。従動要素１４を基部４に連動させることにより、非使用位置から使用位置へ及びその逆方向にシフトレバー２を移動させるために必要な位置決め力を及ぼすことができる。

位置決め力に反して作用する作動力（反力）をかけることにより、従動要素１４を駆動要素１３から離脱させるので、シフトレバー２が予め選択した方向にさらに移動しないようにする。シフトレバー２が枠８の凹部から移動する時に、位置決め状態にあるシフトレバー２又は基部４を押すことによって、又はシフトレバー２が枠８に移動する時にシフトレバー２を引張ることによって、使用者自身が作動力を及ぼすことが可能である。シフトレバー２の移動を停止するためには、作動力（反力）は、位置決めトルクに反して従動要素１４に作用する閾値トルクを超える程度に大きい必要がある。閾値トルクの大きさは、駆動要素１３と従動要素１４との間の結合度に依存する。反トルクが閾値トルクを超える場合には、従動要素１４は「スリップ」して、駆動要素１３が回転し続けても、従動要素１４は停止状態になるか又は逆方向に動きさえもする。

波形状の輪郭２３の溝（トラフ）が深いほど、ボール２２の直径が大きいほど、又はボール２２に割り当てられたバネによって生成されたバネ力が大きいほど、閾値トルク、それゆえシフトレバー２の移動を阻止するために必要な反力は大きくなる。

図面から分かるように、駆動要素１３及び従動要素１４は、互いに同軸上かつ共通の垂直面に配置される。駆動要素１３及び従動要素１４は、枠８内に場所をとらずに配置される。軸ジャーナル１６は、従動要素１４の、位置決めユニット９から離れた側に配置される。その側において、基部４は遊びを有して従動要素１４に隣接する。

シフトレバー２の上方位置（使用位置）と下方位置（非使用位置）を検知するために、駆動要素１３と従動要素１４の下に垂直方向に延在するスイッチ２４が設けられる。スイッチ２４は、従動要素１４の作動要素２５と相互作用する金属性又は非金属性の上向きバネを有する圧力スイッチとして供される。従動要素１４の作動要素２５は、従動要素１４の半径方向の隆起２６によって形成され、その半径方向の隆起２６は、従動要素１４の回転軸１８の周りに１８０°の角度で分布するように配置されて、圧力スイッチ２４のバネに圧縮力又は圧縮解除力を及ぼす。従動要素１４の半径を、非使用位置から使用位置へ及びその逆方向に移動する間に従動要素１４が１８０°回転するように選択する。それゆえ切換変更は常に、シフトレバー２の端部位置において起こる。その結果、スイッチ２４の切換信号と非切換信号を制御ユニット１０において使用してシフトレバー２を上方端部位置及び下方端部位置へそれぞれ移動するので、１つの圧力スイッチ２４のみが必要であることが有利である。いずれも１８０°にわたって円形に延在する従動要素１４の摺動面２７及び凹面２８は、対向する半径方向の隆起２６によって接続され、従動要素１４の外周面２９を形成する。前記摺動面２７及び凹面２８はそれぞれ一定の半径を有する。

特に図２から分かるように、シフトレバー２の上方の使用位置では、軸ジャーナル１６は従動ディスク１４の上死点に配置されて、自動ロック動作が生成される。それゆえ、位置決めユニット９が作用を受けない場合には、上から力が及ぼされた結果、シフトレバー２が使用位置から動かないように又は枠８の凹部へ下方に動かないようにできることが有利である。

上述したように、従動要素１４を、周方向に分配されるように配置されたボール２２によって形状が合致するように駆動要素１３に接続する。図示しない代替的な実施形態によれば、従動要素１４を、他の形状が合った接続によって、例えば平歯車変速機などによって駆動要素１３に結合することもできる。例えばシフトレバーの移動を停止させる作動力を小さくして、シフトレバー２又は基部４へ接触するだけで移動を停止させることも可能である。このようにするために、シフトレバー２、基部４又は枠８への接触を検知し、信号を制御ユニット１０へ送信するタッチセンサが必要となり、制御ユニット１０は、停止信号を位置決めユニット９に転送し、その停止信号によって位置決めユニット９を停止できる。

本発明によるシフトレバー構成の斜視図である。 シフトレバー構成の正面図を示す。 シフトレバーハンドルの長手方向中心面に沿ってシフトレバー構成を通る垂直断面図を示す。 シフトレバーに沿った図３の垂直断面図に対して横方向にシフトレバー構成を通る垂直断面図を示す。 シフトレバー構成の従動要素の図を示す。

Claims (10)

1. 変速機の選択された変速段を設定するためのシフトレバーであって、位置決めユニットによって、変速段を設定するために非使用位置から使用位置へ及びその逆方向に可動であるように取り付けられるシフトレバーを有する、自動車の変速機用シフトレバー構成において、
   前記シフトレバー（２）を前記非使用位置から前記使用位置へ又はその逆方向に調整するための前記位置決めユニット（９）の起動後に、前記位置決めユニット（９）によって生成されかつ前記シフトレバー（２）に作用する位置決め力を少なくとも低減し得るように、前記シフトレバー（２）にアンチトラップユニット（１１）が接続されることを特徴とするシフトレバー構成。
2. 前記アンチトラップユニット（１１）は結合装置（１２）を有し、使用者によって前記シフトレバー（２）に及ぼされる作動力に応じて、前記シフトレバー（２）に作用する位置決め力を低減又はロックし得ることを特徴とする請求項１に記載のシフトレバー構成。
3. 前記結合装置（１２）は、前記位置決めユニット（９）に結合され位置決めトルクを伝達する駆動要素（１３）と、前記シフトレバー（２）に結合される従動要素（１４）とを有し、前記駆動要素（１３）は前記従動要素（１４）に結合され、前記シフトレバー（２）の移動に反して作用する予め設定された作動力を作動することにより前記従動要素（１４）を前記駆動要素（１３）から離脱させることができることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のシフトレバー構成。
4. 前記従動要素（１４）と前記駆動要素（１３）は、正常位置においては互いに形状が合致するように接続され、かつ前記作動力によって及ぼされる反トルクが予め設定された閾値トルクを超える場合には、前記駆動要素（１３）と前記従動要素（１４）の離脱状態が開始することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフトレバー構成。
5. 前記駆動要素（１３）及び／又は前記従動要素（１４）が、互いに向き合う側（２０、２１）に、複数のボール（２２）が取り付けられた波形状の輪郭（２３）を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシフトレバー構成。
6. 前記駆動要素（１３）及び前記従動要素（１４）が、互いに同軸上かつ共通の面に配置され、前記波形状の輪郭（２３）が前記駆動要素（１３）の外周端（２１）に沿って及び／又は前記従動要素（１４）の内周面（２０）に沿って周方向に延在することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシフトレバー構成。
7. 前記従動要素（１４）が、枠（８）に固定して配置されたスイッチ（２４）と相互作用する作動要素（２５）を有し、前記シフトレバー（２）の端部位置に到達すると前記位置決めユニット（９）を停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシフトレバー構成。
8. 前記スイッチ（２４）が圧力スイッチとして供され、前記従動要素（１４）が、外周端（２９）において、１８０°ずれて配置される半径方向の隆起（２６）を有し、前記従動要素（１４）の半径方向の範囲が前記半径方向の隆起（２６）間で一定であることを特徴とする請求項７に記載のシフトレバー構成。
9. 前記従動要素（１４）が、前記シフトレバー（２）の基部（４）のガイド孔（１７）に取り付けられた軸ジャーナル（１６）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のシフトレバー構成。
10. 前記ガイド孔（１７）が、長手方向の溝として供されることを特徴とする請求項９に記載のシフトレバー構成。

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