JP4599850B2

JP4599850B2 - 車両用自動変速機のシフト操作装置

Info

Publication number: JP4599850B2
Application number: JP2004045502A
Authority: JP
Inventors: 範一赤松; 宏光目次
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005231561A

Description

本発明は、車両用自動変速機のシフト操作装置に係り、特に、複数のシフトポジションの一端に位置するシフトポジションに続いて設けられた手動シフトポジションへの操作に際して円滑な操作を可能とする技術に関するものである。

一回転軸心まわりの第１操作方向とその第１操作方向に交差する第２操作方向とにおいて操作可能に設けられたシフトレバーと、その第２操作方向のうちの一方向へ前記シフトレバーを付勢する付勢装置と、前記第１操作方向において予め設けられた複数のシフトポジションのいずれかへ案内する際に、そのシフトレバーの操作と共に移動する被案内部材に係合して該シフトレバーの第１操作方向および第２操作方向における移動量を制限し、該シフトレバーの移動経路を規制する案内穴を有する案内部材とを備え、前記複数のシフトポジションのうちの１つのシフトポジションから他のシフトポジションへ操作する場合は前記シフトレバーを前記付勢装置による付勢方向側とは反対向きに操作した上で前記第１操作方向へ操作する形式の車両用自動変速機のシフト操作装置が知られている。たとえば、特許文献１に記載されたコラム型シフト操作装置がそれである。

特開平９−８６２１０号公報

ところで、上記従来の車両用自動変速機のシフト操作装置において、その複数のシフトポジションの一端に位置するシフトポジションに続いて手動シフトポジションを設ける場合がある。この場合、手動シフトポジションへの誤操作或いはその手動シフトポジションから誤操作を防止するために、案内部材の案内穴において、上記一端に位置するシフトポジションとそれに続いて設けられた手動シフトポジションとの間に、前記シフトレバーの前記第２操作方向の移動ストロークの中間部において前記第１操作方向の移動操作を可能とするように互いに接近するように突き出した一対のディテント突部が設けられる。このようにすると、上記誤操作は防止されるが、シフトレバーが手動シフトポジションへ操作するために付勢力に抗して持ち上げられた状態で第１操作方向にそってその手動シフトポジション側へ操作されると、上記付勢方向側とは反対側のディテント突部に衝突して妨害され、手動シフトポジションへのシフトレバーの操作性が低下するという不都合があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、手動シフトポジションへの操作に際して円滑な操作を可能とする車両用自動変速機のシフト操作装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、一回転軸心まわりの第１操作方向とその第１操作方向に交差する第２操作方向とにおいて操作可能に設けられたシフトレバーと、前記第２操作方向のうちの一方向へ前記シフトレバーを付勢する付勢装置と、前記第１操作方向において予め設けられた複数のシフトポジションのいずれかへ案内する際に、該シフトレバーの操作と共に移動する被案内部材に係合して該シフトレバーの第１操作方向および第２操作方向における移動量を制限し、該シフトレバーの移動経路を規制する案内穴を有する案内部材とを備え、前記複数のシフトポジションのうちの１つのシフトポジションから他のシフトポジションへ操作する場合は前記シフトレバーを前記付勢装置による付勢方向側とは反対向きに操作した上で前記第１操作方向へ操作する形式の車両用自動変速機のシフト操作装置であって、(a) 前記案内部材において前記複数のシフトポジションの一端に位置するシフトポジションに続いて設けられた手動シフトポジションと、(b) 前記案内部材の前記一端に位置するシフトポジションと前記手動シフトポジションとの間に向かって前記案内穴の前記付勢方向側の一部およびそれとは反対側の一部から突設され、前記シフトレバーの前記第２操作方向の移動ストロークの中間部において前記一端に位置するシフトポジションと前記手動シフトポジションとの間の前記第１操作方向の移動操作を可能とするように互いに接近するように突き出した一対のディテント突部と、(c)その一対のディテント突部のうち前記付勢方向側とは反対側のディテント突部に設けられ、前記第１操作方向において少なくとも前記一端に位置するシフトポジションに対応する位置から前記手動シフトポジションへ向かうに従って前記一対のディテント突部のうち前記付勢方向側とは反対側のディテント突部の先端に向かう傾斜案内面とを、含むことにある。

このようにすれば、前記複数のシフトポジションのいずれかに位置するシフトレバーを手動シフトポジションへ操作するに際して、シフトレバーが前記付勢装置の付勢力に抗して持ち上げられた状態で第１操作方向に沿ってその手動シフトポジション側へ操作されると、被案内部材が傾斜案内面により第２操作方向の移動ストロークの中間部へ案内されてシフトレバーの第１操作方向の移動操作が自動的に可能とされるので、上記付勢方向側とは反対側のディテント突部により移動阻止されることが回避され、手動シフトポジションへのシフトレバーの操作性が向上する。

ここで、好適には、前記シフト操作装置は、そのシフトレバーがステアリングホイールの下側近傍に取付けられたコラム型シフト操作装置であり、そのシフトレバーは、そのステアリングホイールの回転軸心と共通の回転軸心、或いはそのステアリングホイールの回転軸心に平行に設けられた回転軸心まわりの第１操作方向と、その回転軸心に平行な方向の第２操作方向とにおいて操作可能に設けられたものである。このようにすれば、シフトレバーはステアリングホイール側に持ち上げられた状態でそのステアリングホイールの周方向に操作されるので、シフトレバーの操作性が高められる。しかしながら、シフトレバーが車両の床（フロア）或いは運転席と助手席との間に設けられた形式のシフト操作装置であってもよい。

また、好適には、前記複数のシフトポジションは、前記案内部材において前記第１操作方向に順次設けられたパーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、ドライブ（Ｄ）ポジションであり、前記手動シフトポジションは、そのドライブ（Ｄ）ポジションに続いて設けられたものである。

また、好適には、前記案内部材は、その案内穴の前記付勢方向側において前記パーキング（Ｐ）ポジション、リバース（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション、ドライブ（Ｄ）ポジション、手動シフトポジション（Ｓ）における被案内部材をそれぞれ受けるためのパーキングポジション受面、リバースポジション受面、ニュートラルポジション受面、ドライブポジション受面、手動シフトポジション受面と、パーキングポジション受面とリバースポジション受面との間から付勢方向側とは反対側に突き出す第１ディテント突部と、その第１ディテント突部に隣接し且つ先端面にリバースポジション受面を備えた第２ディテント突部と、ドライブポジション受面と手動シフトポジション受面との間から付勢方向側とは反対側に突き出す第３ディテント突部と、前記案内穴の前記付勢方向の反対側から第３ディテント突部に接近するように突き出して、被案内部材の第２操作方向の移動ストロークの中間位置においてその被案内部材の第１操作方向の通過を許容する間隙を第３ディテント突部との間に形成する第４ディテント突部とを備えたものである。

また、好適には、前記案内傾斜面は、前記第４ディテント突部のパーキングポジション側に設けられ、前記第１操作方向において少なくとも前記ドライブポジション受面に対応する位置から前記手動シフトポジションへ向かうに従って前記付勢方向側に向かうように形成されたものである。この案内傾斜面は、前記パーキングポジションに対応する位置から前記ドライブポジション受面に対応する位置までの間から前記第４ディテント突部の先端部との間に設けられてもよい。この第４ディテント突部の先端部の形状は、平坦な先端面であってもよいし、尖った形状であってもよい。

図１は本発明の一実施例のコラム型シフト操作装置６を備えたステアリング装置８の取付状態を説明する図、図２は、そのコラム型シフト操作装置６の構成を説明する図である。図１において、ステアリング装置８のステアリングコラム１２は車両のインストルメントパネル１０および図示しないボデーに固定され、車両の運転席の前側に立設される。図２に示すように、そのステアリングコラム１２は、ステアリングホイール１４と連結されたステアリングシャフト１６を回転可能に支持している。このステアリングコラム１２には、シフトシャフト１８がステアリングシャフト１６の回転軸心Ｃ１と平行な回転軸心Ｃ２まわりに回転可能且つその回転軸心Ｃ２方向の移動可能に第１ブラケット２０、第２ブラケット２２、第３ブラケット２４を介して取り付けられている。上記シフトシャフト１８の上端部には円筒状のスリーブ２６が固定されるとともに、そのスリーブ２６内には第１ブラケット２０に固定された受軸２８が摺動可能に嵌め入れられている。

上記スリーブ２６内にはコイルスプリング３０が収容されるとともに、受軸２８の下端面と上記シフトシャフト１８の上端面との間にはそのコイルスプリング３０が与圧状態で介そうされており、上記シフトシャフト１８は下方に向かって付勢されている。本実施例では、上記コイルスプリング３０とそれを収容するスリーブ２６とがシフトシャフト１８を下方に向かって付勢するための付勢装置として機能している。

上記スリーブ２６には径方向に突き出す支持アーム３２が一体的に設けられており、シフトレバー３４の中間部がその支持アーム３２によって回転軸心Ｃ２を含む面に直交する周方向のピン３６まわりの回動可能に支持されている。これにより、シフトレバー３４はステアリングホイール１４の下側近傍に位置した状態で取付けられる。また、シフトレバー３４の基端部は前記受け軸２８の上端部に形成された切欠３８内に収容されている。

この結果、シフトレバー３４は常時の非操作時にはコイルスプリング３０の付勢力に従って下方のフロア側すなわちインストルメントパネル１０側に位置させられているが、そのコイルスプリング３０の付勢力に抗してシフトレバー３４が上方すなわちステアリングホイール１４側に操作されると、シフトシャフト１８も回転軸心Ｃ２に沿って上方へ移動させられる。また、シフトレバー３４が回転軸心Ｃ２まわりに操作されると、そのシフト操作に伴ってシフトシャフト１８が回転軸心Ｃ２まわりに回動させられるようになっている。すなわち、シフトシャフト１８は、シフトレバー３４のセレクト方向ＳＬ（第２操作方向）の操作に伴って回転軸心Ｃ２の方向に移動させられ、セレクト方向ＳＬに交差するシフト方向ＳＨ（第１操作方向）の操作に伴って回転軸心Ｃ２まわりに所定角度回動させられる。

上記シフトシャフト１８の下端部には、径方向に突き出してシフトレバー３４のシフト方向ＳＨの操作に伴って回動角度位置を変えるシフトアーム４０が固設されている。回動角度位置は、後述のシフトポジションすなわちパーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤ、手動シフトポジションＳ毎に設定された角度位置である。上記シフトアーム４０は、第３ブラケット２４において回転可能に設けられたベルクランク４２の入力アーム４４に形成されている長穴４４ａ内に係合させられている。ベルクランク４２の出力アーム４６は、自動変速機４８のシフト機構と連結されたプッシュケーブル５２とポールジョイント５０を介して連結されている。これにより、自動変速機４８は、シフトレバー３４のシフト方向ＳＨの操作に伴って、パーキング状態、リバース（後進）走行状態、ニュートラル状態、ドライブ（前進自動変速走行）状態、手動変速状態のうちのいずれかの状態に選択される。

上記シフトレバー３４のシフト方向ＳＨおよびセレクト方向ＳＬの操作（移動）量を制限し、複数のシフトポジションのうちの１つのシフトポジションから他のシフトポジションへ操作する場合はそのシフトレバー３４をスプリング３０による付勢方向側とは反対向きすなわち上方へ一旦セレクト方向ＳＬの操作をした上でないとシフト方向ＳＨが操作が許容されないように、第１ブラケット２０により位置固定に支持された案内部材（ディテントプレート）５４の案内穴５６にスリーブ２６から突設された係合ピン５８が係合させられることにより、シフトレバー３４の移動操作経路が規制されるようになっている。本実施例では、係合ピン５８が案内部材５４によって案内される被案内部材として機能している。なお、シフトレバー３４の操作に節度感を与えるための節度機構は省略されている。

図３に詳しく示すように、上記案内部材５４は、湾曲させられた板状であって、回転軸心Ｃ２を中心とする部分円筒状となるように第１ブラケット２０に支持されている。この案内部材５４に形成された案内穴５６の付勢方向側すなわちインストルメントパネル１０側或いは下側には、たとえば図４に示すように、パーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤ、手動シフトポジションＳにおける被案内ピン５８をそれぞれ受けるために順次設けられたパーキングポジション受面６０、リバースポジション受面６２、ニュートラルポジション受面６４、ドライブポジション受面６６、手動シフトポジション受面６８と、パーキングポジション受面６０とリバースポジション受面６２との間から上記付勢方向側とは反対側に突き出す第１ディテント突部７２と、その第１ディテント突部７２に隣接し且つ先端面にリバースポジション受面６２を備えてパーキングポジションＰとドライブポジション受面６６との間から上記付勢方向側とは反対側に突き出す第２ディテント突部７４と、ドライブポジション受面６６と手動シフトポジション受面６８との間から付勢方向側とは反対側に突き出す第３ディテント突部７６とが順次備えられている。上記図４は、案内部材５４を外側から見た図であり、右側が下側、左側が上側に対応している。

また、上記案内部材５４の案内穴５６の付勢方向の反対側には、前記手動シフトポジション受面６８に相対向する手動シフトポジション受面７０と、その手動シフトポジション受面７０からパーキングポジションＰ側において、第３ディテント突部７６に向かってそれに接近するように突き出して、係合ピン５８のセレクト方向ＳＬの移動ストロークの中間位置においてその係合ピン５８のシフト方向ＳＨの通過を許容する間隙Ａを第３ディテント突部７６との間に形成する第４ディテント突部７８とが備えられている。これにより、第１ディテント突部７２、第３ディテント突部７６、および第４ディテント突部７８が設けられていることにより、上記パーキングポジション受面６０を底面とする溝、手動シフトポジション受面６８を底面とする溝、手動シフトポジション受面７０を底面とする溝がぞれぞれ形成され、パーキングポジションＰ、手動シフトポジションＳへのシフト操作方向ＳＨの操作に先立って、セレクト操作方向ＳＬの操作が必要とされる。また、ディテント突部７４が設けられているので、第２ニュートラルポジションＮ或いはドライブポジションＤからリバースポジションＲへのシフト操作方向ＳＨの操作に先立って、セレクト操作方向ＳＬの操作が必要とされる。

また、上記案内穴５６の付勢方向の反対側には、上記互いに接近する方向に突き出す一対の第３ディテント突部７６および第４ディテント突部７８のうち付勢方向側とは反対側の第４ディテント突部７８のパーキングポジションＰ側に設けられ、シフト操作方向ＳＨにおいてパーキングポジションＰに対応する位置から手動シフトポジションＳへ向かうに従って付勢方向に向かう傾斜案内面８０が形成されている。なお、係合ピン５８は、手動シフトポジションＳにシフト操作されたとき、図示しない節度機構によってそのセレクト方向ＳＬの移動ストロークの中間位置に保持されるとともに、下方或いは上方へ操作されて手動シフトポジション受面６８或いは手動シフトポジション受面７０に受けられた後に上記中間位置に自動復帰させられる。

よく知られているように、シフトレバー３４が操作されることによって、係合ピン５８がパーキングポジション受面６０に受けられる位置に移動させられると自動変速機４８の出力軸がロック状態とされ、係合ピン５８がリバースポジション受面６２に受けられる位置に移動させられると自動変速機４８は後進ギヤ段とされ、係合ピン５８がニュートラルポジション受面６４に受けられる位置に移動させられると自動変速機４８内の動力伝達経路が解放され、係合ピン５８がドライブポジション受面６６に受けられる位置に移動させられると自動変速機４８は前進走行状態とされ、車速およびスロットル開度に基づいて変速段が自動的に切換られる自動変速制御モードとされる。また、シフトレバー３４が操作されることによって、係合ピン５８が手動シフトポジション受面６８或いは手動シフトポジション受面７０に受けられる毎に、自動変速機４８のギヤ段が１段ずつシフトアップ或いはシフトダウンさせられる手動変速モードとされる。

上述のように、本実施例によれば、シフトレバー３４すなわち係合ピン５８を、順次配列された複数のパーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤのいずれかの位置から手動シフトポジションＳへ操作するに際して、シフトレバー３４がスプリング（付勢装置）３０の付勢力に抗して持ち上げられた状態でシフト操作方向ＳＨに沿って手前側（運転者側）の手動シフトポジションＳ側へ操作されると、係合ピン５８が傾斜案内面８０によりセレクト操作方向ＳＬの移動ストロークの中間部へ案内されてシフトレバー３４のシフト操作方向ＳＨの移動操作が自動的に可能とされるので、上記付勢方向側とは反対側の第４ディテント突部７８に移動阻止されることが回避され、手動シフトポジションＳへのシフトレバー３４の操作性が好適に向上させられる。

因みに、従来は図５に示すように、自動変速制御の最高速ギヤ段が制限され且つエンジンブレーキが作用させられる所謂エンジンブレーキポジション２、Ｌは備えられるが手動シフトポジションＳが備えられていない案内部材１００が用いられていた。これに対し、所謂エンジンブレーキポジション２、Ｌに替えて、マニアル変速を可能とする手動シフトポジションＳが設けられると、たとえば図６に示す案内部材１０２が考えられる。この場合、複数のパーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤのいずれかの位置から手動シフトポジションＳへ操作するに際して、シフトレバー３４がスプリング（付勢装置）３０の付勢力に抗して持ち上げられた状態でシフト操作方向ＳＨに沿って手前側（運転者側）の手動シフトポジションＳ側へ操作されると、係合ピン５８が傾斜案内面８０を備えない第４ディテント突部に移動阻止されるので、手動シフトポジションＳへのシフトレバー３４の操作性が大幅に損なわれていたのである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図７、図８、図９は、本発明の他の実施例の案内部材８２、８４、８６をそれぞれ示している。案内部材８２の第４ディテント突部７８のパーキングポジションＰ側に設けられた傾斜案内面８３は、案内穴５６の付勢方向とは反対側においてドライブポジション受面６６に対応する位置から手動シフトポジションＳへ向かうに従って付勢方向側に向かうように直線状に形成されている。この傾斜案内面８３に示すように、傾斜案内面は少なくともドライブポジション受面６６に対応する位置から手動シフトポジションＳへ向かうに従って付勢方向側に向かうように形成されていればよいのである。また、図８の案内部材８４の傾斜案内面８５に示すように、案内穴５６の付勢方向とは反対側においてパーキングポジション受面６０に対応する位置から手動シフトポジションＳへ向かうに従って付勢方向側に向かう場合に凹曲線であってもよい。また、図９の案内部材８６の傾斜案内面８７に示すように、案内穴５６の付勢方向とは反対側においてドライブポジション受面６６に対応する位置から手動シフトポジションＳへ向かうに従って付勢方向側に向かう場合にも凹曲線であってもよい。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例のコラム型シフト操作装置６では、シフトレバー３４がシフト操作方向ＳＨの操作において回転軸心Ｃ２まわりに回動可能に設けられていたが、ステアリングシャフト１６の回転軸心Ｃ１まわりすなわちステアリングシャフト１６と同心まわりに回転可能に設けられていてもよい。

また、前述の実施例のコラム型シフト操作装置６では、案内部材５４およびそれにより案内される係合ピン５６がステアリングホイール１４の近傍に設けられていたが、シフトシャフト１８の下端部近傍に設けられていてもよい。

また、前述の実施例のコラム型シフト操作装置６では、案内部材５４がシフトシャフト１８の回転軸心Ｃ２に対してシフトレバー３４と反対側に設けられていたが、シフトレバー３４と同じ側であってもよい。このとき、シフトレバー３４が直接に案内部材５４により案内されてもよい。この場合には、シフトレバー３４自身が被案内部材として機能する。

また、前述の実施例のコラム型シフト操作装置６において、中折れを許容するユニバーサルジョイントがシフトシャフト１８の中間部に設けられていてもよい。この場合には、ステアリング装置８がチルト型でも適用可能となる。

また、前述の図８および図９の実施例の傾斜案内面８５および８７は凹曲線であったが、凸曲線であってもよい。

また、前述の実施例の自動変速機４８は有段式変速機であったが、無段式変速機であってもよい。

また、前述の実施例の案内部材５４とは逆の順序で、パーキングポジションＰ、リバースポジションＲ、ニュートラルポジションＮ、ドライブポジションＤのいずれかの位置から手動シフトポジションＳが配置された案内部材でもよい。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明の一実施例のコラム型シフト操作装置を備えたステアリング装置の取付状態を説明する図である。図１のコラム型シフト操作装置およびそれに取付られたステアリング装置の構成を、カバーを取り外して詳しく説明する図である。図２のシフトレバーの基部の取付構造および案内部材と係合ピンとの関係を説明するために回転軸心Ｃ２方向から受軸を切り欠いて示す図である。図２の案内部材の構成を説明するために外周側から見た拡大図である。案内部材の従来例を示す図４に相当する図である。図５の従来例の案内部材に手動シフトポジションを設けた場合の案内部材を示す図４に相当する図である。本発明の他の実施例の案内部材の構成を説明する図４に相当する図である。本発明の他の実施例の案内部材の構成を説明する図４に相当する図である。本発明の他の実施例の案内部材の構成を説明する図４に相当する図である。

符号の説明

３０：コイルスプリング（付勢装置）
３４：シフトレバー
５４、８２、８４、８６：案内部材
５８：係合ピン（被案内部材）
７６：第３ディテント突部（一対のディテント突部）
７８：第４ディテント突部（一対のディテント突部）
８０、８３、８５、８７：傾斜案内面
Ｓ：手動シフトポジション

Claims

一回転軸心まわりの第１操作方向とその第１操作方向に交差する第２操作方向とにおいて操作可能に設けられたシフトレバーと、前記第２操作方向のうちの一方向へ前記シフトレバーを付勢する付勢装置と、前記第１操作方向において予め設けられた複数のシフトポジションのいずれかへ案内する際に、該シフトレバーの操作と共に移動する被案内部材に係合して該シフトレバーの第１操作方向および第２操作方向における移動量を制限し、該シフトレバーの移動経路を規制する案内穴を有する案内部材とを備え、前記複数のシフトポジションのうちの１つのシフトポジションから他のシフトポジションへ操作する場合は前記シフトレバーを前記付勢装置による付勢方向側とは反対向きに操作した上で前記第１操作方向へ操作する形式の車両用自動変速機のシフト操作装置であって、
前記案内部材において前記複数のシフトポジションの一端に位置するシフトポジションに続いて設けられた手動シフトポジションと、
前記案内部材の前記一端に位置するシフトポジションと前記手動シフトポジションとの間に向かって前記案内穴の前記付勢方向側の一部およびそれとは反対側の一部から突設され、前記シフトレバーの前記第２操作方向の移動ストロークの中間部において前記一端に位置するシフトポジションと前記手動シフトポジションとの間の前記第１操作方向の移動操作を可能とするように互いに接近するように突き出した一対のディテント突部と、
該一対のディテント突部のうち前記付勢方向側とは反対側のディテント突部に設けられ、前記第１操作方向において少なくとも前記一端に位置するシフトポジションに対応する位置から前記手動シフトポジションへ向かうに従って前記一対のディテント突部のうち前記付勢方向側とは反対側のディテント突部の先端に向かう傾斜案内面と
を、含むことを特徴とする車両用自動変速機のシフト操作装置。
前記手動シフトポジションは、少なくとも前記付勢方向側とは反対側にシフトポジション受面を有するシフトポジションである請求項１に記載の車両用自動変速機のシフト操作装置。
前記シフト操作装置はコラム型シフト操作装置である、請求項１または２に記載の車両用自動変速機のシフト操作装置。