JP2010106943A - Range change-over device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a range change-over device achieving further reduction in size by shortening the interior of a casing in vertical and longitudinal directions. <P>SOLUTION: In the range change-over device 1A, an oblong hole 6b of a front end part 6B is curve-shaped in the turning range of an arm member 6 required for changing over at least shift ranges (P, R, N, D) to engage with a protruded portion 5c while maintaining an approximately vertical condition relative to the axial direction of a screw shaft 5a. While a front end portion 46B has a turning angle required for changing over the plurality of shift ranges, similar to the case of a linear arm member 46, the front end part 6B therefore shortens the axial displacement of a nut member 5b required for turning the curve-shaped arm member 6. Thus, the range change-over device 1A has a further reduce size. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、運転者が例えばシフトレバーの操作で選択したシフトレンジ(例えば、P,R,N,D)を電気信号を介して設定するいわゆるシフトバイワイヤシステムを備えたレンジ切換え装置に関する。   The present invention relates to a range switching device including a so-called shift-by-wire system that sets a shift range (for example, P, R, N, D) selected by a driver by operating a shift lever, for example, via an electrical signal.

例えば、自動変速機を備えた車輌のシフトレンジは、一般に、運転者がシフトレバーを操作することでマニュアルバルブを移動させて油路を切換えることによって設定される。この際、運転者によって選択されたシフトレンジを、機械的なワイヤやロッドを介するのではなく、電気信号を介して設定するレンジ切換え装置の方式が、シフトバイワイヤ(SBW)システムとして知られている。   For example, the shift range of a vehicle equipped with an automatic transmission is generally set by a driver operating a shift lever to move a manual valve to switch an oil path. At this time, a system of a range switching device that sets the shift range selected by the driver not via a mechanical wire or rod but via an electrical signal is known as a shift-by-wire (SBW) system. .

このシフトバイワイヤシステムを用いたレンジ切換え装置では、シフトレバーの操作に基づいた電気信号を介して電気モータを駆動し、この電気モータの回転力を、ねじ機構からなる伝達機構によって直線運動に変換し、この直線運動をレバー部材を介してマニュアルシャフトの回転運動に変換するように構成されたものが提案されている(特許文献1参照)。そして、該マニュアルシャフトの回転運動は、ディテント機構等を介してマニュアルバルブに伝達され、該マニュアルバルブを作動させてシフトレンジを切換える。   In the range switching device using this shift-by-wire system, an electric motor is driven via an electric signal based on the operation of a shift lever, and the rotational force of the electric motor is converted into a linear motion by a transmission mechanism including a screw mechanism. A configuration is proposed in which this linear motion is converted to a rotational motion of a manual shaft via a lever member (see Patent Document 1). The rotational movement of the manual shaft is transmitted to the manual valve via a detent mechanism or the like, and the shift range is switched by operating the manual valve.

特表2004−513307号公報JP-T-2004-513307

しかしながら、上記特許文献1に示すレンジ切換え装置は、ねじ機構のねじ軸と電気モータの回転軸とが同軸上に配置されており、軸方向長さが大型化してしまう。このため、レンジ切換え装置が大型化し、配置位置が限定されてしまうなどの問題があり、該レンジ切換え装置のコンパクト化が望まれる。この問題を解消するため、例えばねじ機構のウォーム、電気モータ及びレバー部材等の各部品の配置を工夫することでコンパクト化を実現することも考えられるが、その場合も、マニュアルシャフトを回転運動させるレバー部材が基端部を中心に大きく回動(揺動)するため、装置全体を覆うケーシングにおいてレバー部材の先端部の通過部位を広げるなど変形させなければならず、ケーシング設計上の自由度を高めるためのさらなる工夫も必要になる。   However, in the range switching device shown in Patent Document 1, the screw shaft of the screw mechanism and the rotating shaft of the electric motor are arranged coaxially, and the axial length is increased. For this reason, there is a problem that the range switching device is enlarged and the arrangement position is limited, and it is desired to make the range switching device compact. In order to solve this problem, for example, it may be possible to achieve compactness by devising the arrangement of parts such as the worm of the screw mechanism, the electric motor, and the lever member, but in that case also, the manual shaft is rotated. Since the lever member pivots (oscillates) largely around the base end portion, the casing covering the entire apparatus must be deformed, for example, by widening the passage portion of the tip end portion of the lever member, which increases the degree of freedom in casing design. Further ingenuity is necessary to increase it.

そこで本発明は、上記ねじ機構に対応する変換機構のねじ部材上を軸方向移動するナット部材と、上記レバー部材に対応するアーム部材の先端部との係合部分の構成を工夫するなどにより、ケーシング内の上下左右方向を短縮して更なるコンパクト化を図り得るようにしたレンジ切換え装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is devised, for example, by devising the configuration of the engaging portion between the nut member that moves in the axial direction on the screw member of the conversion mechanism corresponding to the screw mechanism and the tip end portion of the arm member corresponding to the lever member. It is an object of the present invention to provide a range switching device capable of further downsizing by shortening the vertical and horizontal directions in the casing.

請求項1に係る本発明は(例えば、図1乃至図4参照)、複数のシフトレンジ(P,R,N,D)のうちから、所要のシフトレンジを選択するレンジ選択手段(2)からの信号に基づき制御されるモータ(4)と、
該モータ(4)の回転を受けて回転するねじ部材(5a)、及び該ねじ部材(5a)の軸方向に進退し得るナット部材(5b)を有して、前記モータ(4)の回転駆動力を直線運動の駆動力に変換する変換機構(5)と、
該変換機構(5)により変換された前記直線運動の駆動力を前記ナット部材(5b)から受けて揺動運動の駆動力に変換してレンジ切換え部材(21)に伝えるアーム部材(6)と、をケーシング(10)に収容してなるレンジ切換え装置(1A,1B)において、
前記アーム部材(6)は、前記揺動運動の駆動力を前記レンジ切換え部材(21)に伝える基端部(6A)と、前記ナット部材(5b)の突起部(5c)に摺動自在に係合して該ナット部材(5b)から前記直線運動の駆動力を受ける長溝(6b)が形成された先端部(6B)と、を有し、かつ、
前記長溝(6b)は、少なくとも前記複数のシフトレンジ(P,R,N,D)の切換えに要する前記アーム部材(6)の回動範囲内では、前記長溝(6b)が前記突起部(5c)と接触する接線(L)の方向が前記ねじ部材(5a)の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ前記突起部(5c)に嵌合し得る湾曲形状に構成されてなる、
ことを特徴とするレンジ切換え装置(1A,1B)にある。
The present invention according to claim 1 (see, for example, FIG. 1 to FIG. 4) includes a range selection means (2) for selecting a required shift range from a plurality of shift ranges (P, R, N, D). A motor (4) controlled based on the signal of
The motor (4) has a screw member (5a) that rotates in response to the rotation of the motor (4), and a nut member (5b) that can advance and retreat in the axial direction of the screw member (5a). A conversion mechanism (5) that converts force into driving force for linear motion;
An arm member (6) that receives the driving force of the linear motion converted by the converting mechanism (5) from the nut member (5b), converts it into a driving force of swinging motion, and transmits it to the range switching member (21); In the range switching device (1A, 1B) formed by housing the casing in the casing (10),
The arm member (6) is slidable on a base end (6A) that transmits the driving force of the swing motion to the range switching member (21) and a protrusion (5c) of the nut member (5b). An end portion (6B) formed with a long groove (6b) that engages and receives the driving force of the linear motion from the nut member (5b), and
The long groove (6b) is formed at least within the rotation range of the arm member (6) required for switching the plurality of shift ranges (P, R, N, D). The direction of the tangent line (L) in contact with the screw member (5a) is substantially curved with respect to the axial direction of the screw member (5a), and is formed in a curved shape that can be fitted to the protrusion (5c).
The range switching device (1A, 1B) is characterized by the above.

なお、本発明における上記「長溝」は、無底の貫通穴状のもの、及び、有底の溝状のものの双方を含む広い概念である。   The “long groove” in the present invention is a broad concept including both a bottomless through hole shape and a bottomed groove shape.

請求項2に係る本発明は(例えば、図2乃至図4参照)、前記基端部(6A)は、前記ナット部材(5b)がその進退範囲(D)での限界位置(図2(a)及び図4(a)の右端位置、又は図2(b)及び図4(b)の左端位置)にある状態で前記接線(L)の方向においての前記突起部(5c)が位置する側に配設され、かつ、
前記長溝(6b)の前記湾曲形状は、前記ナット部材(5b)が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材(5b)の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる、
請求項1記載のレンジ切換え装置(1A,1B)にある。
According to the second aspect of the present invention (see, for example, FIGS. 2 to 4), the base end portion (6A) has a limit position (FIG. ) And the right end position in FIG. 4 (a), or the left end position in FIG. 2 (b) and FIG. 4 (b)), the side where the projection (5c) is located in the direction of the tangent (L). And
The curved shape of the long groove (6b) is curved so as to warp in a direction opposite to the advancing / retreating range of the nut member (5b) in a state where the nut member (5b) is located at the limit position. ,
It exists in the range switching apparatus (1A, 1B) of Claim 1.

請求項3に係る本発明は(例えば、図2乃至図4参照)、前記基端部(6A)は、前記ナット部材(5b)が前記限界位置にある状態で前記ねじ部材(5a)と垂直な方向においての前記突起部(5c)が位置する側に配設され、かつ、
前記湾曲形状は、前記ナット部材(5b)が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材(5b)の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項2記載のレンジ切換え装置(1A,1B)にある。
According to a third aspect of the present invention (see, for example, FIGS. 2 to 4), the base end portion (6A) is perpendicular to the screw member (5a) in a state where the nut member (5b) is in the limit position. Arranged on the side where the protrusion (5c) is located in a different direction, and
The curved shape is an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the advancing / retreating range of the nut member (5b) in a state where the nut member (5b) is located at the limit position.
It exists in the range switching apparatus (1A, 1B) of Claim 2.

請求項4に係る本発明は(例えば、図2乃至図4参照)、前記長溝(6b)の前記湾曲形状は、パーキングレンジ(P)に対応する前記アーム部材(6)の初期位置(図3(b)の右端位置)から他のシフトレンジ(R,N,D)に切換える際の該アーム部材(6)の回動方向(例えば図3(b)の反時計回り方向)と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項2又は3記載のレンジ切換え装置(1A,1B)にある。
According to the fourth aspect of the present invention (see, for example, FIGS. 2 to 4), the curved shape of the long groove (6b) is the initial position of the arm member (6) corresponding to the parking range (P) (FIG. 3). The direction opposite to the rotation direction of the arm member (6) (for example, the counterclockwise direction of FIG. 3 (b)) when switching from the right end position of (b) to another shift range (R, N, D). It is an involute shape that curves to warp,
It exists in the range switching apparatus (1A, 1B) of Claim 2 or 3.

請求項5に係る本発明は(例えば、図2乃至図4参照)、前記変換機構(5)は、前記ねじ部材(5a)の両端部がそれぞれベアリング(5d,5d)で支持され、かつ、
前記先端部(6B)は、前記長溝(6b)の前記湾曲形状に沿うように湾曲して、前記両ベアリングのうちの前記初期位置側に位置する一方(5d)における外周部(5d’)を、前記反り返る部分(6c)により回避してなる、
請求項4記載のレンジ切換え装置(1A,1B)にある。
According to a fifth aspect of the present invention (see, for example, FIGS. 2 to 4), the conversion mechanism (5) has both ends of the screw member (5a) supported by bearings (5d, 5d), and
The distal end portion (6B) is curved so as to follow the curved shape of the long groove (6b), and an outer peripheral portion (5d ′) in one (5d) located on the initial position side of the two bearings. , By avoiding the warped part (6c),
It exists in the range switching apparatus (1A, 1B) of Claim 4.

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、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。   In addition, although the code | symbol in the said parenthesis is for contrast with drawing, this is for convenience for making an understanding of invention easy, and has no influence on the structure of a claim. It is not a thing.

請求項1に係る本発明によると、アーム部材先端部の長溝が、少なくとも複数のシフトレンジの切換えに要するアーム部材の回動範囲内ではねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部に係合し得る湾曲形状に構成されるので、複数のシフトレンジの切換えに要する回動角度は先端部直線状のアーム部材の場合と同等でありながら、先端部湾曲形状の本願アーム部材の回動に要するナット部材の軸方向移動量(ストローク)を、先端部直線状のアーム部材の場合よりも短縮することができ、また、先端部が湾曲形状であることによりケーシング内におけるねじ部材と直交する方向でのアーム部材の長さを短縮することができる。これにより、ケーシング内での軸方向(幅方向、左右方向)及び軸と直交する方向(上下方向)のサイズを双方とも短縮化させることが可能になり、従って、ケーシング内の上下左右方向を短縮して、レンジ切換え装置の更なるコンパクト化を図ることが可能になる。また、長溝がねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部に係合するので、トルク伝達上の効率を良好にし、モータ及び該モータと変換機構との間の伝動手段(例えば減速機構)をそれぞれ小型化することが可能になる。   According to the first aspect of the present invention, the long groove at the distal end portion of the arm member maintains a substantially vertical state with respect to the axial direction of the screw member within at least the rotation range of the arm member required for switching the plurality of shift ranges. Since it is configured in a curved shape that can be engaged with the protrusion, the rotation angle required for switching between the plurality of shift ranges is the same as in the case of a linear arm member at the distal end, but the present arm member with a curved end portion The amount of axial movement (stroke) of the nut member required for rotation of the nut member can be shortened compared to the case of a straight arm member at the tip portion, and the screw member in the casing can be obtained by the curved tip portion. It is possible to shorten the length of the arm member in the direction orthogonal to the direction. This makes it possible to shorten both the axial direction (width direction, left-right direction) and the direction orthogonal to the axis (up-down direction) in the casing, and thus shorten the up-down, left-right direction in the casing. Thus, the range switching device can be further downsized. Further, since the long groove engages with the protrusion while maintaining a substantially vertical state with respect to the axial direction of the screw member, the torque transmission efficiency is improved, and the transmission means between the motor and the motor and the conversion mechanism ( For example, it is possible to reduce the size of each speed reduction mechanism.

請求項2に係る本発明によると、基端部は、ナット部材がその進退範囲での限界位置にある状態で接線の方向においての突起部が位置する側に配設され、かつ長溝の湾曲形状は、ナット部材が限界位置に位置した状態で、該ナット部材の進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなるので、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材(例えばベアリング)を小型化することが可能になる。   According to the second aspect of the present invention, the proximal end portion is disposed on the side where the protruding portion in the tangential direction is located in a state where the nut member is at the limit position in the advance / retreat range, and the curved shape of the long groove Since the nut member is in a limit position and is bent so as to warp in the direction opposite to the advance / retreat range of the nut member, the load in the thrust direction is the center, and the radial direction is achieved via the screw member. It is possible to reduce the load acting in a distributed manner and to downsize a member (for example, a bearing) that rotatably supports both ends of the screw member.

請求項3に係る本発明によると、基端部は、ナット部材が限界位置にある状態でねじ部材と垂直な方向においての突起部が位置する側に配設され、かつ湾曲形状は、ナット部材が限界位置に位置した状態で、該ナット部材の進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状であるので、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材(例えばベアリング)を小型化することが可能になる。   According to the third aspect of the present invention, the proximal end portion is disposed on the side where the projection portion is located in the direction perpendicular to the screw member in a state where the nut member is in the limit position, and the curved shape is the nut member Is in an involute shape that bends in a direction opposite to the advance / retreat range of the nut member in a state in which the nut is positioned at the limit position, so that the load in the thrust direction is the center and is distributed in the radial direction via the screw member. It is possible to reduce the load acting on the screw member and to reduce the size of a member (for example, a bearing) that rotatably supports both ends of the screw member.

請求項4に係る本発明によると、長溝の湾曲形状が、パーキングレンジに対応するアーム部材の初期位置から他のシフトレンジに切換える際の該アーム部材の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状であるので、インボリュートの接線方向に沿う長溝部分で突起部と常に当接することが可能になり、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材(例えばベアリング)を小型化することが可能になる。   According to the fourth aspect of the present invention, the curved shape of the long groove warps in a direction opposite to the rotation direction of the arm member when switching from the initial position of the arm member corresponding to the parking range to another shift range. Because it is a curved involute shape, it can always abut against the projection at the long groove part along the tangential direction of the involute, and the load in the thrust direction is the center, acting in a radial direction via screw members A member (for example, a bearing) that reduces the load and rotatably supports both ends of the screw member can be reduced in size.

請求項5に係る本発明によると、アーム部材の先端部が、長溝の湾曲形状に沿うように湾曲して、初期位置側に位置するベアリングにおける外周部を、反り返る部分により回避するので、初期位置側に位置するベアリングに、より耐久性の高い大きめのサイズのものを用いることが可能になる。   According to the fifth aspect of the present invention, the distal end portion of the arm member is curved so as to follow the curved shape of the long groove, and the outer peripheral portion of the bearing located on the initial position side is avoided by the warped portion. It is possible to use a larger size bearing with higher durability for the bearing located on the side.

以下、本発明に係る実施の形態を図1乃至図4に沿って説明する。まず、本発明を適用し得るレンジ切換え装置の概略構成について図1に沿って説明する。図1は、本発明に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を模式的に示す図である。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a schematic configuration of a range switching device to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a range switching device and peripheral mechanisms according to the present invention.

本レンジ切換え装置1Aは、例えば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))に取り付け可能に構成されている。図1に示すように、該レンジ切換え装置1Aには、運転者によってシフトレンジが選択されるシフトレバー(レンジ選択手段)2からのシフト信号(電気信号)S1に基づいて制御信号S2を発生させる制御手段3と、該制御手段3からの制御信号S2に基づいて制御されるモータ4(図2参照)と、該モータ4の回転運動を直線運動に変換する変換機構5(図2参照)と、該変換機構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(図2参照)と、該アーム部材6によって回動駆動(回転運動)されるマニュアルシャフト18の回動角度を検出することで後述のマニュアルバルブ20のスプール(レンジ切換え部材)21の位置を検出するレンジ位置検出センサ11(図2参照)とを備えている。これらモータ4、変換機構5、アーム部材6、及びレンジ位置検出センサ11は、同一のケーシング10内に所定の配置状態で収容されている。   The range switching device 1A is configured to be attachable to, for example, an automatic transmission (for example, a multistage automatic transmission or a continuously variable transmission (CVT)) mounted on a vehicle. As shown in FIG. 1, the range switching device 1A generates a control signal S2 based on a shift signal (electrical signal) S1 from a shift lever (range selection means) 2 for selecting a shift range by a driver. A control means 3, a motor 4 (see FIG. 2) controlled based on a control signal S2 from the control means 3, and a conversion mechanism 5 (see FIG. 2) for converting the rotational motion of the motor 4 into a linear motion. The rotation angle of the arm member 6 (see FIG. 2) that converts the linear motion converted by the conversion mechanism 5 into a swinging motion and the rotation angle of the manual shaft 18 that is rotationally driven (rotational motion) by the arm member 6. A range position detection sensor 11 (see FIG. 2) that detects the position of a spool (range switching member) 21 of the manual valve 20 to be described later is provided. The motor 4, the conversion mechanism 5, the arm member 6, and the range position detection sensor 11 are housed in a predetermined arrangement state in the same casing 10.

自動変速機には、大まかに、不図示の変速機構を油圧制御するための油圧制御装置(バルブボディ)9と、パーキング機構8と、ディテント機構7が備えられており、該ディテント機構7と、該ディテント機構7に連結されたマニュアルシャフト18とが、不図示の自動変速機のケーシングの外部に配設されている。また、上記スプール21は、自動変速機のバルブボディ9内に配置されており、上記パーキング機構8は、不図示の自動変速機のケーシング内に収容されている。   The automatic transmission is roughly provided with a hydraulic control device (valve body) 9 for hydraulically controlling a transmission mechanism (not shown), a parking mechanism 8, and a detent mechanism 7. The detent mechanism 7, A manual shaft 18 connected to the detent mechanism 7 is disposed outside a casing of an automatic transmission (not shown). The spool 21 is disposed in the valve body 9 of the automatic transmission, and the parking mechanism 8 is housed in a casing of the automatic transmission (not shown).

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。該シフトレバー2は、運転者によって直接に操作されて上述のシフトレンジのうちから1つのレンジを選択するように構成されている。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、レンジ選択手段としては、運転者の意思を反映することができるもの、即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を発生し得るものであれば、シフトレバー2以外のものであってもよく、例えば、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を採用することもできる。   The shift lever 2 displays shift ranges (not shown) of the P (parking) range, R (reverse) range, N (neutral) range, and D (drive) range of the automatic transmission. The shift lever 2 is directly operated by the driver and is configured to select one range from the above-described shift ranges. Then, a shift signal S1 corresponding to the selected range is generated. As the range selection means, any device other than the shift lever 2 can be used as long as it can reflect the driver's intention, that is, can generate the shift signal S1 corresponding to the shift range selected by the driver. For example, a shift button, a shift switch, a voice input device, or the like may be employed.

制御手段3は、上述のシフトレバー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、該制御信号S2によってモータ4の回転を制御する。さらに、該制御手段3には、スプール21の位置を検出するレンジ位置検出センサ11からの検出信号が入力される。制御手段3は、該検出信号に基づき、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。このように制御手段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によりスプール21の動作を制御してシフトレンジを切換える制御手段、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。また、制御手段3は、図1において、ケーシング10の外部に配置されているように示しているが、該ケーシング10の内部に配置するようにしても良い。   The control means 3 generates a control signal S2 based on the shift signal S1 generated by the shift lever 2, and controls the rotation of the motor 4 by the control signal S2. Further, the control means 3 receives a detection signal from a range position detection sensor 11 that detects the position of the spool 21. Based on the detection signal, the control means 3 controls the rotation direction of the motor 4 and the start / stop timing of the rotation. Thus, the control means 3 controls the control means for controlling the operation of the spool 21 by the motor 4 based on the shift signal S1 from the shift lever 2 to switch the shift range, that is, a control for controlling a so-called shift-by-wire system (SBW). Is a unit. Further, although the control means 3 is shown as being arranged outside the casing 10 in FIG. 1, it may be arranged inside the casing 10.

一方、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、マニュアルシャフト18が軸受部30に嵌合されている。該ディテントレバー26は、該マニュアルシャフト18を介して自動変速機(不図示)のケーシング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の一端部(図1中の下方側の端部)には、長孔31が穿設されており、該長孔31には、上記スプール21に連結された連結軸24の先端のフック部25が係合されている。   On the other hand, the detent mechanism 7 includes a detent lever 26, a detent spring 27, and a roller 28. The detent lever 26 is a plate-like member, and the manual shaft 18 is fitted to the bearing portion 30. The detent lever 26 is swingably supported by a casing of an automatic transmission (not shown) via the manual shaft 18. A long hole 31 is formed in one end of the detent lever 26 (the lower end in FIG. 1), and the long hole 31 is connected to the tip of the connecting shaft 24 connected to the spool 21. The hook part 25 is engaged.

該スプール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、例えば図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(図1の矢印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(図示せず)を切換えて、所定のシフトレンジを設定するものである。即ち、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構成されている。   The spool 21 is a spool in the manual valve 20 disposed in the valve body 9 and has, for example, lands 21a, 21b, and 21c in order from the left side in FIG. The spool 21 is supported so as to be movable in the axial direction (arrow A1-A2 direction in FIG. 1). By moving in the axial direction, the oil passage (not shown) in the valve body 9 is switched, A predetermined shift range is set. That is, it is configured to be able to move to the P position corresponding to the P range, the R position corresponding to the R range, the N position corresponding to the N range, and the D position corresponding to the D range.

また、ディテントレバー26の他端部(図1中の上方側の端部)には、同図中の左から順にレンジ溝a,c,e,gが4個の切換え領域として設けられている。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構成されており、図1に示すように、基端部32がバルブボディ9の上部に固定され、その先端には二股部33が形成されている。該二股部33の各先端の間に、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支持されているローラ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。   Further, range grooves a, c, e, and g are provided as four switching regions in order from the left in the figure at the other end of the detent lever 26 (upper end in FIG. 1). . Projections b, d, and f are formed between the range grooves a, c, e, and g. The range grooves a, c, e, and g roughly correspond to the P position, the R position, the N position, and the D position of the spool 21 in this order. Here, “roughly” means that the range grooves a, c, e, and g are areas having a width (switching areas). The detent spring 27 is constituted by a substantially long plate-like member, and as shown in FIG. 1, a base end portion 32 is fixed to the upper portion of the valve body 9, and a bifurcated portion 33 is formed at the tip thereof. Yes. A roller 28 is rotatably supported between the tips of the bifurcated portion 33. The entire detent spring 27 acts as a leaf spring, and a roller 28 supported rotatably at the tip of the detent spring 27 is pressed against the inclined surfaces of the range grooves a, c, e, and g of the detent lever 26, thereby detent lever 26. Is positioned and held accurately.

上述のように、本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方向の移動動作とが連動していること、即ちマニュアルシャフト18の回動位置とスプール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、マニュアルシャフト18の回動角度(回転角)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。   As described above, in the present embodiment, the swinging operation of the detent lever 26 and the movement operation of the spool 21 in the directions of arrows A1-A2 are interlocked, that is, the rotational position of the manual shaft 18 and the spool 21. The position of the spool 21 is not directly controlled on the basis of the one-to-one correspondence with the position of the spool 21, but the spool 21 is controlled by accurately controlling the rotation angle (rotation angle) of the manual shaft 18. It controls with high accuracy.

パーキング機構8は、図1に示すように、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の他端部に回動自在に係合されたパーキングロッド34と、該パーキングロッド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との間に縮設されたばね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、該サポート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40と、を備えている。パーキングポール40は、基端側の軸41を中心に略々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42に対して係脱可能な爪43が突設されている。   As shown in FIG. 1, the parking mechanism 8 includes a parking rod 34 whose base end is bent in an L shape and is rotatably engaged with the other end of the detent lever 26 described above, and a distal end of the parking rod 34. A conical wedge 35 which is loosely fitted to the side and movable, a flange 36 fixed to the parking rod 34 and a spring 37 contracted between the wedge 35, and a lower side of the front end side of the parking rod 34 And a swingable parking pole 40 between which the wedge 35 is inserted and removed. The parking pole 40 is disposed so as to be swingable in a substantially vertical direction about a shaft 41 on the base end side, and on the upper side with respect to a parking gear 42 fixed to an output shaft (not shown) of the automatic transmission. A hook 43 that can be engaged and disengaged is projected.

ついで、シフトレンジの切換え動作についてPレンジからRレンジへの切換えを一例として簡単に説明する。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レンジに切換えられると、これに対応したシフト信号S1が制御手段3に入力される。すると、制御手段3によってレンジ切換え装置1Aのモータ4が回転駆動され、マニュアルシャフト18を介して、ディテントレバー26が図1中の反時計回り方向に回動し、これにより、スプール21が矢印A1方向に移動すると共にローラ28がレンジ溝a内から凸部bを越えてレンジ溝c内に入る。制御手段3は、レンジ位置検出センサ11の検出角度が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、モータ4の駆動を停止する。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の付勢力によってやや回動する。この回動によってローラ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レンジに対応する位置にあったスプール21は、Rレンジに対応する位置に精度よく配置されて、PレンジからRレンジへの切換えを達成する。なお、他のシフトレンジ間の切換え動作についても上述と略々同様であるので、その説明は省略する。   Next, the shift range switching operation will be briefly described as an example of switching from the P range to the R range. In the P range, the roller 28 of the detent mechanism 7 is disposed in the range groove a in FIG. When the shift lever 2 is switched from the P range to the R range by the driver, a shift signal S1 corresponding to this is input to the control means 3. Then, the motor 4 of the range switching device 1A is rotationally driven by the control means 3, and the detent lever 26 rotates counterclockwise in FIG. 1 via the manual shaft 18, whereby the spool 21 is moved to the arrow A1. As the roller 28 moves in the direction, the roller 28 enters the range groove c from the range groove a over the convex portion b. When the detection angle of the range position detection sensor 11 reaches a value corresponding to switching from the P range to the R range, the control unit 3 stops driving the motor 4. When the motor 4 is stopped, the detent lever 26 is slightly rotated by the biasing force of the roller 28 based on the elastic force of the detent spring 27. By this rotation, the roller 28 is accurately positioned and held in the range groove c. As a result, the spool 21 located at the position corresponding to the P range is accurately arranged at the position corresponding to the R range, thereby achieving switching from the P range to the R range. Note that the switching operation between other shift ranges is also substantially the same as described above, and a description thereof will be omitted.

なお、本実施の形態において、ディテントスプリング27の弾性力に基づくローラ28の付勢力を利用しなくても、Rレンジの停止位置(例えばレンジ溝c内の凹部)に対応したレンジ位置検出センサ11の検出角度を目標角度とし、フィードバック制御にてモータ4の駆動停止を制御して精度良く位置決めするように構成することも可能である。   In the present embodiment, the range position detection sensor 11 corresponding to the stop position of the R range (for example, a recess in the range groove c) without using the biasing force of the roller 28 based on the elastic force of the detent spring 27. It is also possible to use the detected angle as a target angle and control the stop of driving of the motor 4 by feedback control to perform positioning accurately.

次に、図2及び図3を参照して、本発明に係るレンジ切換え装置1Aの構成について詳細に説明する。なお、図2はカバー(図示せず)を取り外した状態のレンジ切換え装置1Aを示しており、同図(a)はアーム部材6がPレンジにある状態を示す正面図、同図(b)はアーム部材6がDレンジにある状態を示す正面図である。また、図3はアーム部材の回動状態を段階的に示しており、同図(a)は本発明の基礎となるアーム部材46の回動状態を示す正面図、同図(b)は本発明に係るアーム部材6の回動状態を示す正面図である。   Next, the configuration of the range switching device 1A according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 shows the range switching device 1A with the cover (not shown) removed. FIG. 2 (a) is a front view showing the arm member 6 in the P range, and FIG. 2 (b). These are front views which show the state which has the arm member 6 in D range. 3 shows the rotation state of the arm member step by step. FIG. 3 (a) is a front view showing the rotation state of the arm member 46 which is the basis of the present invention, and FIG. It is a front view which shows the rotation state of the arm member 6 which concerns on invention.

図2(a),(b)に示すように、ケーシング10は、自動変速機に対して固定されるケーシング本体10aと、該ケーシング本体10aを上方から覆うカバー(図示せず)とを備えている。ケーシング本体10a内には、上部から下部にかけて、モータ4、変換機構5、及びレンジ位置検出センサ11がこの順に配置されており、さらに、該レンジ位置検出センサ11にはアーム部材6の基端部6Aが連結されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the casing 10 includes a casing body 10a fixed to the automatic transmission, and a cover (not shown) that covers the casing body 10a from above. Yes. In the casing body 10a, the motor 4, the conversion mechanism 5, and the range position detection sensor 11 are arranged in this order from the upper part to the lower part. Further, the range position detection sensor 11 includes a base end portion of the arm member 6. 6A is connected.

モータ4は、円筒形状の本体4aと、該本体4aの一端側(図2中の右方側)に突出するように設けられた出力軸4bと、電源の供給及び上記制御手段3からの制御信号S2を入力するモータ端子部(図示せず)と、を備えて構成される。該モータ4には、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、上記制御手段3によって制御される。   The motor 4 includes a cylindrical main body 4a, an output shaft 4b provided so as to protrude to one end side (right side in FIG. 2) of the main body 4a, power supply, and control from the control means 3 And a motor terminal portion (not shown) for inputting the signal S2. As the motor 4, for example, a direct current motor having a permanent magnet is used, and its rotation direction, rotation time, and rotation timing are controlled by the control means 3.

モータ4の出力軸4bには、伝動ギヤ12aが一体に回転するように固定されており、該伝動ギヤ12aは伝動ギヤ12bに噛合している。該伝動ギヤ12bは、ケーシング10に対して固定された伝動軸13に回転自在となるように嵌合されている。伝動ギヤ12bは伝動ギヤ12aよりも大きな外径を有しており、該伝動ギヤ12bの中心における変換機構5側には、外径の小さい伝動ギヤ12cが該伝動ギヤ12bと一体的に固定されている。そして、伝動ギヤ12cは、該伝動ギヤ12cよりも大きな外径の伝動ギヤ12dに噛合しており、該伝動ギヤ12dは、変換機構5のねじ軸(ねじ部材)5aと一体回転するように該ねじ軸5aに固定されている。これにより、モータ4の出力軸4bの回転駆動力は、これら伝動ギヤ12a,12b,12c,12dからなる伝動ギヤ列(減速機構)12によって減速されて上記ねじ軸5aに伝達される。   A transmission gear 12a is fixed to the output shaft 4b of the motor 4 so as to rotate integrally. The transmission gear 12a meshes with the transmission gear 12b. The transmission gear 12b is fitted to a transmission shaft 13 fixed to the casing 10 so as to be rotatable. The transmission gear 12b has an outer diameter larger than that of the transmission gear 12a, and a transmission gear 12c having a small outer diameter is integrally fixed to the transmission gear 12b on the conversion mechanism 5 side at the center of the transmission gear 12b. ing. The transmission gear 12c meshes with a transmission gear 12d having an outer diameter larger than that of the transmission gear 12c, and the transmission gear 12d is integrally rotated with the screw shaft (screw member) 5a of the conversion mechanism 5. It is fixed to the screw shaft 5a. Thereby, the rotational driving force of the output shaft 4b of the motor 4 is decelerated by the transmission gear train (deceleration mechanism) 12 composed of these transmission gears 12a, 12b, 12c, 12d and transmitted to the screw shaft 5a.

変換機構5は、本実施の形態において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、図2(a)に示すように、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、変換機構5の本体部14の両端部に位置決め支持されたベアリング5d,5dを介して該本体部14に対し、即ちケーシング10に対して回転自在に支持されている。   The conversion mechanism 5 employs a sliding screw in the present embodiment. As shown in FIG. 2A, the sliding screw as the conversion mechanism 5 includes a screw shaft 5a that is rotationally driven by a motor 4, and a nut member that is engaged with the screw shaft 5a so as to be axially movable. 5b. The screw shaft 5a is rotatably supported with respect to the main body 14, that is, with respect to the casing 10, via bearings 5d and 5d positioned and supported at both ends of the main body 14 of the conversion mechanism 5.

また、ナット部材5bは、略々直方体状に形成されている。本体部14は、その手前側(図2(a)の紙面手前側)に、ねじ軸5aの軸方向(図2(a)の左右方向)に沿って形成されたガイド溝5eを有している。該ナット部材5bの手前側(図2(a)の紙面手前側)には、ガイド溝5eを摺動自在に貫通する突起部5cが突出形成されており、ガイド溝5eを貫通した該突起部5cには、アーム部材6の長孔(長溝)6bが摺動自在に係合(嵌合)している。このような構造の変換機構5は、モータ4による回転運動を、ねじ軸5aの回転に伴って回転不能に軸方向進退移動するナット部材5bによって直線運動に変換するように構成される。   Moreover, the nut member 5b is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. The main body 14 has a guide groove 5e formed along the axial direction of the screw shaft 5a (the left-right direction in FIG. 2A) on the front side (the front side in FIG. 2A). Yes. On the front side of the nut member 5b (the front side of the sheet of FIG. 2A), a protruding portion 5c that slidably passes through the guide groove 5e is formed so as to protrude, and the protruding portion that passes through the guide groove 5e. A long hole (long groove) 6b of the arm member 6 is slidably engaged (fitted) with 5c. The conversion mechanism 5 having such a structure is configured to convert the rotational motion by the motor 4 into linear motion by the nut member 5b that moves forward and backward in the axial direction so as not to rotate with the rotation of the screw shaft 5a.

また、アーム部材6は、図2(a)に示すように、揺動運動の駆動力をスプール21に伝える基端部6Aと、ナット部材5bに形成された突起部5cに摺動自在に係合して該ナット部材5bから直線運動の駆動力を受ける長孔6bが形成された先端部6Bとを有している。   Further, as shown in FIG. 2A, the arm member 6 is slidably engaged with a base end portion 6A for transmitting the driving force of the swing motion to the spool 21 and a projection portion 5c formed on the nut member 5b. In addition, it has a distal end portion 6B formed with a long hole 6b that receives a driving force for linear motion from the nut member 5b.

長孔6bは、少なくとも4つのシフトレンジ(P,R,N,D)の切換えに要するアーム部材6の回動範囲内では、長溝6bが突起部5cと接触する接線Lの方向がねじ軸5aの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部5cに係合し得る湾曲形状に構成されている。また、基端部6Aは、ナット部材5bがその進退範囲Dでの限界位置(図2(a)及び後述の図4(a)の右端位置、又は図2(b)及び後述の図4(b)の左端位置)にある状態で接線Lの方向においての突起部5cが位置する側に寄るように位置し(配設され)、かつ長溝6bの湾曲形状は、ナット部材5bが上記限界位置に位置した状態で、該ナット部材5bの進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる。つまり、上記基端部6Aは、ナット部材5bが上記限界位置にある状態でねじ軸5aと垂直な方向においての突起部5cが位置する側に寄るように位置し(配設され)、かつ湾曲形状は、ナット部材5bが上記限界位置に位置した状態で、該ナット部材5bの進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である。   In the long hole 6b, the direction of the tangent L where the long groove 6b comes into contact with the protruding portion 5c is within the screw shaft 5a within the rotation range of the arm member 6 required for switching at least four shift ranges (P, R, N, D). It is comprised in the curved shape which can be engaged with the projection part 5c, maintaining a substantially perpendicular state with respect to the axial direction. Further, the base end portion 6A has a limit position (the right end position in FIG. 2 (a) and FIG. 4 (a) described later, or FIG. 2 (b) and FIG. b) is located (arranged) so that the projection 5c in the direction of the tangent line L is located, and the long groove 6b has a curved shape in which the nut member 5b is located at the limit position. In a state where the nut member 5b is located, the nut member 5b is bent so as to warp in the opposite direction. That is, the base end portion 6A is positioned (disposed) so as to be close to the side on which the projection portion 5c is located in the direction perpendicular to the screw shaft 5a in a state where the nut member 5b is in the limit position, and is curved. The shape is an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the advancing / retreating range of the nut member 5b in a state where the nut member 5b is located at the limit position.

即ち、長孔6bの湾曲形状は、Pレンジに対応するアーム部材6の初期位置(図3(b)の右端位置)から他のシフトレンジ(R,N,D)に切換える際の該アーム部材6の回動方向(図3(b)の反時計回り方向)と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状とされている。また、先端部6Bは、長孔6bの湾曲形状に沿うように湾曲して、ねじ軸5aの両端部を回転自在に支持しているベアリング5d,5dのうちの上記初期位置側に位置するベアリング5dにおける外周部5d’を、反り返る部分6cによって回避している。   That is, the curved shape of the long hole 6b is the arm member when the arm member 6 corresponding to the P range is switched from the initial position (the right end position in FIG. 3B) to another shift range (R, N, D). 6 has an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the rotational direction 6 (counterclockwise direction in FIG. 3B). Further, the tip portion 6B is curved so as to follow the curved shape of the long hole 6b, and is a bearing located on the initial position side of the bearings 5d and 5d that rotatably support both ends of the screw shaft 5a. The outer peripheral portion 5d 'in 5d is avoided by the warping portion 6c.

なお、上記「初期位置」とは、本実施の形態においては、アーム部材6がねじ軸5aの軸方向と垂直な方向に沿う位置を意味しているが、当該初期位置を、Pレンジと逆側であるDレンジ側に回動した状態の位置を示すようにしても良い。   In the present embodiment, the “initial position” means a position where the arm member 6 is along a direction perpendicular to the axial direction of the screw shaft 5a. However, the initial position is opposite to the P range. You may make it show the position of the state rotated to the D range side which is the side.

なお、本実施の形態では、本発明に係る「長溝」として、先端部6Bに無底の貫通穴状の長孔6bを形成したが、これに限らず、先端部6Bの手前側(図2(a)の紙面手前側)に膨出する形の有底の溝状に形成することも可能である。   In the present embodiment, a bottomless through-hole-like long hole 6b is formed in the tip portion 6B as the “long groove” according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the front side of the tip portion 6B (FIG. It is also possible to form a bottomed groove shape that bulges to the front side of (a).

また、図3(b)に示すように、上記基端部6Aにはキー状の貫通孔6aが形成されており、該貫通孔6aには、ケーシング本体10aの背面側(図2(a)の紙面奥側)に形成された挿入孔10d(図1参照)から挿入されたマニュアルシャフト18の一端部が回転不能に嵌合した状態で、貫通孔6aから手前側(図2(a)の紙面手前側)に突出した雄ねじ部を、該雄ねじ部に螺合したナット16(図2(a)参照)によって締め付け固定されている。マニュアルシャフト18は、このように一端部が貫通孔6aに対して回転不能に嵌合した状態でケーシング10に対して揺動自在となるように構成されて、アーム部材6の揺動中心軸となっている。   Further, as shown in FIG. 3B, a key-like through hole 6a is formed in the base end portion 6A, and the through hole 6a has a back side of the casing body 10a (see FIG. 2A). In the state where one end portion of the manual shaft 18 inserted through the insertion hole 10d (see FIG. 1) formed on the back side of the paper surface is non-rotatably fitted, the front side (see FIG. 2A) The male screw portion protruding toward the front side of the drawing is fastened and fixed by a nut 16 (see FIG. 2A) screwed to the male screw portion. The manual shaft 18 is configured to be swingable with respect to the casing 10 in such a state that one end thereof is non-rotatably fitted to the through hole 6a. It has become.

マニュアルシャフト18の基端部6Aとの連結部分には、上記レンジ位置検出センサ11が配置されている。アーム部材6は、上記ナット部材5bがねじ軸5aの軸方向に移動するのに伴い、先端部6B側がマニュアルシャフト18を基準(回動支点)として揺動動作し、この揺動動作がマニュアルシャフト18を回転させることになり、該シャフト18の回転角度が上記レンジ位置検出センサ11によって検出される。   The range position detection sensor 11 is disposed at a connection portion between the manual shaft 18 and the base end portion 6A. As the nut member 5b moves in the axial direction of the screw shaft 5a, the arm member 6 swings with the manual shaft 18 as a reference (rotation fulcrum) on the distal end portion 6B side. 18, and the rotation angle of the shaft 18 is detected by the range position detection sensor 11.

すなわち、上記レンジ位置検出センサ11は、図2(a)に示すように、アーム部材6の基端部6A側において、該アーム部材6の揺動動作の中心軸となるマニュアルシャフト18が貫通された状態で配置されて、アーム部材6の揺動角度、つまりマニュアルシャフト18の回転角度に対応した電圧を出力するように構成されている。また、該レンジ位置検出センサ11は、マニュアルシャフト18の回転角度に対応した電圧を出力するための配線用のセンサ端子部11aを有しており、該センサ端子部11aから上記制御手段3にマニュアルシャフト18の角度が信号出力される。この角度信号は、制御手段3において、モータ4の駆動回転量のためのフィードバック制御に用いられ、つまりレンジ位置検出センサ11によるマニュアルシャフト18の角度検出結果によってモータ4の駆動・停止が制御される。   That is, in the range position detection sensor 11, as shown in FIG. 2A, a manual shaft 18 serving as a central axis of the swinging operation of the arm member 6 is penetrated on the base end portion 6A side of the arm member 6. The arm member 6 is configured to output a voltage corresponding to the swing angle of the arm member 6, that is, the rotation angle of the manual shaft 18. Further, the range position detection sensor 11 has a wiring sensor terminal portion 11a for outputting a voltage corresponding to the rotation angle of the manual shaft 18, and the control means 3 is manually operated from the sensor terminal portion 11a. The angle of the shaft 18 is output as a signal. This angle signal is used for feedback control for the amount of drive rotation of the motor 4 in the control means 3, that is, the drive / stop of the motor 4 is controlled by the angle detection result of the manual shaft 18 by the range position detection sensor 11. .

なお、上記レンジ位置検出センサ11はポテンショメータで構成することができるが、これに限らず、マニュアルシャフト18の回転角度に対応した電気的な信号を出力し得るものであればどのようなセンサを用いることもできる。   The range position detection sensor 11 can be composed of a potentiometer, but is not limited to this, and any sensor can be used as long as it can output an electrical signal corresponding to the rotation angle of the manual shaft 18. You can also.

以上説明した本実施の形態によると、先端部6Bの長孔6bが、少なくとも複数のシフトレンジ(P,R,N,D)の切換えに要するアーム部材6の回動範囲内ではねじ軸5aの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部5cに係合し得る湾曲形状に構成されている。このため、複数のシフトレンジの切換えに要する回動角度は、先端部46Bが直線状のアーム部材46(図3(a)参照)の場合と同等でありながら、先端部6Bが湾曲形状のアーム部材6の回動に要するナット部材5bの軸方向移動量(ストローク)を、上記アーム部材46の場合に比して短縮することができる。   According to the present embodiment described above, the long hole 6b of the tip end portion 6B is at least within the rotation range of the arm member 6 required for switching between a plurality of shift ranges (P, R, N, D). It is configured in a curved shape that can be engaged with the protrusion 5c while maintaining a substantially vertical state with respect to the axial direction. For this reason, the rotation angle required for switching between the plurality of shift ranges is the same as that of the case where the distal end portion 46B is a straight arm member 46 (see FIG. 3A), but the distal end portion 6B is a curved arm. The axial movement amount (stroke) of the nut member 5 b required for the rotation of the member 6 can be shortened as compared with the case of the arm member 46.

つまり、図3(a)及び図3(b)におけるPレンジ、Rレンジ、Nレンジ、Dレンジへの切換えに必要なアーム部材46及びアーム部材6それぞれの回動角度は同じであるが、それを実現するための突起部5cのねじ軸5aの軸上での移動位置(ストローク)が異なっている。図3(b)におけるPレンジでの突起部5cの中心位置は図3(a)と同じであるが、図3(b)におけるRレンジ、Nレンジ及びDレンジでの突起部5cの各中心位置は、図3(a)におけるRレンジ、Nレンジ及びDレンジでの突起部5cの各中心位置よりも、それぞれ初期位置側(Pレンジ側)に寄っている。なお、図3中の符号Cは、アーム部材46,6の各回動中心である。   That is, the rotation angles of the arm member 46 and the arm member 6 necessary for switching to the P range, the R range, the N range, and the D range in FIGS. 3A and 3B are the same. The movement position (stroke) of the projection 5c on the axis of the screw shaft 5a is different. The center position of the protrusion 5c in the P range in FIG. 3B is the same as that in FIG. 3A, but each center of the protrusion 5c in the R range, N range, and D range in FIG. 3B. The positions are closer to the initial position side (P range side) than the center positions of the protrusions 5c in the R range, N range, and D range in FIG. In addition, the code | symbol C in FIG.

また、後述する図4(a)からも理解できるように、本実施の形態のアーム部材6は、その先端部6Bが湾曲形状であることにより、ケーシング10内におけるねじ軸5aと直交する方向でのアーム部材6の長さを、直線状のアーム部材46に比して短縮されている。   Further, as can be understood from FIG. 4A described later, the arm member 6 of the present embodiment has a curved shape at the distal end portion 6B, so that the arm member 6 in the direction perpendicular to the screw shaft 5a in the casing 10 can be obtained. The length of the arm member 6 is shorter than that of the linear arm member 46.

このように、ケーシング10内での軸方向(図2(a)の左右方向)及び軸と直交する方向(図2(a)の上下方向)のサイズを双方とも短縮化させることができる。つまり、ケーシング本体10a内の上端面10bを下方側に可及的に短縮し、かつケーシング本体10a内の左端面10cを右方側に可及的に短縮し、ケーシング10の上下左右方向を短縮することで、レンジ切換え装置1Aの更なるコンパクト化が図られている。また、長孔6bがねじ軸5aの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部5cに係合するので、トルク伝達上の効率を良好にし、モータ4及び該モータ4と変換機構5との間の伝動手段である伝動ギヤ列12をそれぞれ小型化することができる。   Thus, both the axial direction in the casing 10 (left-right direction in FIG. 2A) and the direction orthogonal to the axis (up-down direction in FIG. 2A) can be shortened. That is, the upper end surface 10b in the casing body 10a is shortened as much as possible downward, and the left end surface 10c in the casing body 10a is shortened as much as possible in the right direction, and the vertical and horizontal directions of the casing 10 are shortened. As a result, the range switching device 1A is further reduced in size. Further, since the long hole 6b is engaged with the protrusion 5c while maintaining a substantially vertical state with respect to the axial direction of the screw shaft 5a, the efficiency in torque transmission is improved, and the motor 4 and the motor 4 and the conversion mechanism 5 are improved. The transmission gear train 12 that is a transmission means between the two can be reduced in size.

また、本実施の形態によると、長孔6bの湾曲形状が、Pレンジに対応するアーム部材6の初期位置(図3(b)の右端位置)から他のシフトレンジ(R,N,D)に切換える際の該アーム部材6の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状にされている。このため、インボリュートの接線方向(図3(b)の上下方向)に沿う長孔部分で突起部5cと常に当接することができ、従って、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ軸5aを介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ軸5aの両端部を回転自在に支持するベアリング5d,5dを小型化することが可能になる。   Further, according to the present embodiment, the curved shape of the long hole 6b changes from the initial position of the arm member 6 corresponding to the P range (right end position in FIG. 3B) to another shift range (R, N, D). The arm member 6 has an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the direction of rotation of the arm member 6 when switching to. For this reason, it can always contact | abut with the protrusion part 5c in the elongate hole part along the tangential direction (up-down direction of FIG.3 (b)) of an involute, Therefore, the load of a thrust direction becomes a center and it passes through the screw shaft 5a. It is possible to reduce the load acting in a distributed manner in the radial direction, and to downsize the bearings 5d and 5d that rotatably support both ends of the screw shaft 5a.

さらに、本実施の形態によると、アーム部材6の先端部6Bが、長孔6bの湾曲形状に沿うように湾曲して、初期位置側に位置するベアリング5dにおける外周部5d’(図2(a)参照)を、反り返る部分6cにより回避することで、初期位置側に位置するベアリング5dに、より耐久性の高い大きめのサイズのものを用いることが可能になる。   Furthermore, according to the present embodiment, the distal end portion 6B of the arm member 6 is curved so as to follow the curved shape of the long hole 6b, and the outer peripheral portion 5d ′ of the bearing 5d positioned on the initial position side (FIG. )) Is avoided by the warped portion 6c, it is possible to use a larger size bearing with higher durability for the bearing 5d located on the initial position side.

ついで、前述した実施の形態のレンジ切換え装置1Aを一部変形した変形例について図4を参照して説明するが、本変形例は、図1乃至図3に示した実施の形態に比して、モータ4と変換機構5の位置が逆にされ、これに伴いアーム部材6をやや長くした点で異なるが、機能的に共通の構成部分もあるため、それらの部分には同一符号を付している。なお、図4はカバー(図示せず)を取り外した状態の本変形例のレンジ切換え装置1Bを示しており、同図(a)はアーム部材6がPレンジにある状態を示す正面図、同図(b)はアーム部材6がDレンジにある状態を示す正面図である。   Next, a modified example in which the range switching device 1A of the above-described embodiment is partially modified will be described with reference to FIG. 4, but this modified example is compared with the embodiment shown in FIGS. Although the positions of the motor 4 and the conversion mechanism 5 are reversed and the arm member 6 is slightly lengthened accordingly, there are functionally common components. ing. FIG. 4 shows the range switching device 1B of this modification example with the cover (not shown) removed, and FIG. 4A is a front view showing the state in which the arm member 6 is in the P range. FIG. 2B is a front view showing a state where the arm member 6 is in the D range.

すなわち、本変形例では、図4(a),(b)に示すように、変換機構5がケーシング本体10a内の上端面10b側に配置され、かつアーム部材6の基端部6Aと変換機構5との間にモータ4が配置されている。これに伴い、アーム部材6の先端部6Bが変換機構5側に延ばされ、その長孔6bが変換機構5の突起部5cに摺動自在に係合している。モータ4の駆動力を変換機構5に伝達する伝動ギヤ列12は位置関係が図2の場合と逆になるが、その機能は同様である。   That is, in this modification, as shown in FIGS. 4A and 4B, the conversion mechanism 5 is disposed on the upper end surface 10b side in the casing body 10a, and the base end portion 6A of the arm member 6 and the conversion mechanism are arranged. The motor 4 is disposed between the motor 5 and the motor 5. Accordingly, the distal end portion 6B of the arm member 6 is extended to the conversion mechanism 5 side, and the long hole 6b is slidably engaged with the projection portion 5c of the conversion mechanism 5. The transmission gear train 12 that transmits the driving force of the motor 4 to the conversion mechanism 5 is opposite in the positional relationship to that in FIG. 2, but the function is the same.

本変形例によると、先端部湾曲形状のアーム部材6の回動に要するナット部材5bのストロークを直線形状のアーム部材に比して短縮でき、また、先端部6Bが湾曲形状であることにより、ケーシング10内におけるねじ軸5aと直交する方向でのアーム部材6の長さを、直線状のアーム部材46に比して短縮でき、ケーシング10の上下左右方向を短縮してレンジ切換え装置1Bの更なるコンパクト化を図ることができるなど、先の実施の形態と略々同様の効果を奏することができる。また、本変形例においては、アーム部材6が先の実施の形態に比して長くされた分、てこの原理により変換機構5に掛かるトルクを軽減してモータ4の小型化を図ることができる、という効果が得られる。なお、図4(a),(b)では、直線形状のアーム部材46の先端部46Bをそれぞれ破線で示している。図中の符号46bは、該先端部46Bに形成された長孔である。   According to this modification, the stroke of the nut member 5b required to rotate the arm member 6 having the curved tip portion can be shortened as compared to the linear arm member, and the tip portion 6B has a curved shape. The length of the arm member 6 in the direction orthogonal to the screw shaft 5a in the casing 10 can be shortened as compared with the linear arm member 46, and the vertical and horizontal directions of the casing 10 can be shortened to further increase the range switching device 1B. It is possible to achieve substantially the same effects as in the previous embodiment, such as being able to achieve compactness. Further, in this modification, the arm member 6 is made longer than the previous embodiment, and the torque applied to the conversion mechanism 5 is reduced by the lever principle, so that the motor 4 can be downsized. The effect of is obtained. 4A and 4B, the distal end portion 46B of the linear arm member 46 is indicated by a broken line. Reference numeral 46b in the drawing is a long hole formed in the tip 46B.

なお、以上説明した本実施の形態においては、レンジ切換え装置1A,1Bを自動変速機に取り付ける場合について説明したが、これに限らず、例えばハイブリッド車輌のように油圧レンジは切換えず、パーキング機構の切換え装置として用いるものであってもよいことは勿論である。   In the above-described embodiment, the case where the range switching devices 1A and 1B are attached to the automatic transmission has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the hydraulic range is not switched as in a hybrid vehicle. Of course, it may be used as a switching device.

本発明に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を模式的に示す図。The figure which shows typically the range switching apparatus and peripheral mechanism which concern on this invention. カバーを取り外した状態のレンジ切換え装置を示しており、(a)はアーム部材がPレンジにある状態を示す正面図、(b)はアーム部材がDレンジにある状態を示す正面図。The range switching apparatus of the state which removed the cover is shown, (a) is a front view which shows the state in which an arm member exists in P range, (b) is a front view which shows the state in which an arm member exists in D range. アーム部材の回動状態を段階的に示しており、(a)は本発明の基礎となるアーム部材の回動状態を示す正面図、(b)は本発明に係るアーム部材の回動状態を示す正面図。The rotation state of the arm member is shown stepwise, (a) is a front view showing the rotation state of the arm member that is the basis of the present invention, and (b) is the rotation state of the arm member according to the present invention. FIG. カバーを取り外した状態の本変形例のレンジ切換え装置を示しており、(a)はアーム部材がPレンジにある状態を示す正面図、(b)はアーム部材がDレンジにある状態を示す正面図。The range change apparatus of this modification of the state which removed the cover is shown, (a) is a front view which shows the state in which an arm member exists in P range, (b) is the front which shows the state in which an arm member exists in D range Figure.

符号の説明Explanation of symbols

1A,1B レンジ切換え装置
2 レンジ選択手段(シフトレバー)
4 モータ
5 変換機構
5a ねじ部材(ねじ軸)
5b ナット部材
5c 突起部
5d ベアリング
5d’ 外周部
6 アーム部材
6b 長溝(長孔)
6c 反り返る部分
6A 基端部
6B 先端部
10 ケーシング
21 レンジ切換え部材(スプール)
N,D シフトレンジ(ニュートラルレンジ、ドライブレンジ)
P,R シフトレンジ(パーキングレンジ、リバースレンジ)
1A, 1B Range switching device 2 Range selection means (shift lever)
4 Motor 5 Conversion mechanism 5a Screw member (screw shaft)
5b Nut member 5c Protruding part 5d Bearing 5d 'Outer peripheral part 6 Arm member 6b Long groove (long hole)
6c Warping part 6A Base end part 6B End part 10 Casing 21 Range switching member (spool)
N, D shift range (neutral range, drive range)
P, R shift range (parking range, reverse range)

Claims (5)

複数のシフトレンジのうちから、所要のシフトレンジを選択するレンジ選択手段からの信号に基づき制御されるモータと、
該モータの回転を受けて回転するねじ部材、及び該ねじ部材の軸方向に進退し得るナット部材を有して、前記モータの回転駆動力を直線運動の駆動力に変換する変換機構と、
該変換機構により変換された前記直線運動の駆動力を前記ナット部材から受けて揺動運動の駆動力に変換してレンジ切換え部材に伝えるアーム部材と、をケーシングに収容してなるレンジ切換え装置において、
前記アーム部材は、前記揺動運動の駆動力を前記レンジ切換え部材に伝える基端部と、前記ナット部材の突起部に摺動自在に係合して該ナット部材から前記直線運動の駆動力を受ける長溝が形成された先端部と、を有し、かつ、
前記長溝は、少なくとも前記複数のシフトレンジの切換えに要する前記アーム部材の回動範囲内では、前記長溝が前記突起部と接触する接線の方向が前記ねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ前記突起部に嵌合し得る湾曲形状に構成されてなる、
ことを特徴とするレンジ切換え装置。
A motor controlled based on a signal from a range selection means for selecting a required shift range from among a plurality of shift ranges;
A conversion mechanism for converting a rotational driving force of the motor into a driving force of a linear motion, having a screw member that rotates in response to the rotation of the motor, and a nut member that can advance and retreat in the axial direction of the screw member;
In a range switching device in which a casing is housed with an arm member that receives the driving force of the linear motion converted by the conversion mechanism from the nut member and converts the driving force into a driving force of a swinging motion and transmits the driving force to the range switching member. ,
The arm member is slidably engaged with a base end portion that transmits the driving force of the swing motion to the range switching member, and a protrusion of the nut member, and the driving force of the linear motion is generated from the nut member. And a tip portion formed with a long groove to be received, and
The long groove is in a state in which the direction of the tangent line where the long groove contacts the protrusion is substantially perpendicular to the axial direction of the screw member, at least within the rotation range of the arm member required for switching the plurality of shift ranges. It is configured in a curved shape that can be fitted to the protrusion while maintaining,
A range switching device characterized by that.
前記基端部は、前記ナット部材がその進退範囲での限界位置にある状態で前記接線の方向においての前記突起部が位置する側に配設され、かつ、
前記長溝の前記湾曲形状は、前記ナット部材が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる、
請求項1記載のレンジ切換え装置。
The base end portion is disposed on the side where the protrusion in the direction of the tangent is located in a state where the nut member is at a limit position in the advance / retreat range thereof, and
The curved shape of the long groove is curved so as to warp in a direction opposite to the advance / retreat range of the nut member in a state where the nut member is located at the limit position.
The range switching device according to claim 1.
前記基端部は、前記ナット部材が前記限界位置にある状態で前記ねじ部材と垂直な方向においての前記突起部が位置する側に配設され、かつ、
前記湾曲形状は、前記ナット部材が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項2記載のレンジ切換え装置。
The base end portion is disposed on a side where the projection portion is located in a direction perpendicular to the screw member in a state where the nut member is in the limit position, and
The curved shape is an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the advance / retreat range of the nut member in a state where the nut member is located at the limit position.
The range switching device according to claim 2.
前記長溝の前記湾曲形状は、パーキングレンジに対応する前記アーム部材の初期位置から他のシフトレンジに切換える際の該アーム部材の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項2又は3記載のレンジ切換え装置。
The curved shape of the long groove is an involute shape that curves so as to warp in a direction opposite to the rotation direction of the arm member when switching from the initial position of the arm member corresponding to a parking range to another shift range.
The range switching device according to claim 2 or 3.
前記変換機構は、前記ねじ部材の両端部がそれぞれベアリングで支持され、かつ、
前記先端部は、前記長溝の前記湾曲形状に沿うように湾曲して、前記両ベアリングのうちの前記初期位置側に位置する一方における外周部を、前記反り返る部分により回避してなる、
請求項4記載のレンジ切換え装置。
The conversion mechanism has both ends of the screw member supported by bearings, and
The distal end portion is curved so as to follow the curved shape of the long groove, and an outer peripheral portion on one side of the two bearings located on the initial position side is avoided by the warped portion.
The range switching device according to claim 4.
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