JP4903698B2 - ニュートラルロックを有する電動つめを備えた車両シフト装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００４年７月２６日に出願された米国仮出願第６０／５９１，０１２号の利益を請求するものであるが、この仮出願の内容は本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。

自動変速装置のシフト装置は、一般に、オペレータが車両のブレーキペダルを踏んでいない限り、シフトレバーが「駐車（PARK）」位置から動かないようにする「駐車」ロックを備える。自動変速装置のシフト装置は、また、ブレーキペダルが踏み込まれシフトレバーのシフト作動ボタンが押されない限り、シフトレバーが「ニュートラル」位置から動かないようにする「ニュートラル」ロックを備えることがある。様々なニュートラルロック機構が開発されてきた。しかしながら、既知のニュートラルロックは、非常に複雑で、装置のコストを高め、故障や他のそのような問題を起こしやすい。

本発明の一様相は、ベース構造体と、ベース構造体に移動可能に取り付けられたシフトレバーとを有する車両用のシフト装置である。シフトゲートは、少なくとも「駐車」、「ニュートラル」及び「運転」の制御位置を含む複数の制御位置間のシフトレバーの動きを制御する。シフト装置は、また、シフトゲートと係合するように構成されたつめ部材を備えた電動つめを有する。つめ部材は、シフトレバーを「ニュートラル」位置にロックするシフトゲートに対しての第１の位置を画定する。つめ部材は、また、シフトレバーが「駐車」、「ニュートラル」及び「運転」位置の間で移動可能なシフトゲートに対しての第２の位置を画定する。つめ部材は、更に、つめ部材がシフトレバーを「駐車」位置にロックするシフトゲートに対しての第３の位置を画定する。

本発明の別の様相は、ベース構造体と、ベース構造体に移動可能に取り付けられたシフトレバーと、シフトゲートとを有する車両用のシフト装置である。シフト装置は、また、シフトゲートと係合し且つベースに対するシフトレバーの動きを制御するように構成されたつめ部材を有する。ソレノイドは、つめ部材に動作可能に接続された移動可能な出力部材を有し、この移動可能な出力部材は中間位置に向けて付勢されている。出力部材は、ソレノイドに逆極性を有する電流が流されたときに逆方向に動く。

本発明の更に別の様相は、ベース構造体と、少なくとも「駐車」、「後進」、「ニュートラル」及び「運転」位置の間で動くようにベースに移動可能に取り付けられたシフトレバーを有する車両用のシフト装置である。シフト装置は、また、ベースに対するシフトレバーの位置を決定するように構成されたセンサと、少なくとも「駐車」、「後進」、「ニュートラル」及び「運転」位置を画定するシフトゲートとを有する。電動つめは、少なくとも「ニュートラル」位置と、少なくとも第１と第２の位置の間で移動可能なつめ部材を有する。つめ部材は、「ニュートラル」位置に付勢されており、電動つめに電力が供給されていないときにつめ部材が「ニュートラル」位置に移動し、電動つめが作動されたときに第１及び第２の位置に移動する。シフト装置は、更に、ベースに対するシフトレバーの動きを制御するために電動つめを作動させるように構成された制御装置を有する。制御装置は、つめ部材がシフトゲートの「ニュートラル」位置と係合したときに電動つめをロックして、ブレーキペダルが踏み込まれたことを示す信号を制御装置が受け取らない限りシフトレバーが「ニュートラル」位置から動かないようにする。

本明細書の説明において、用語「上」、「下」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」及びこれらの派生語は、本発明に対して、図１の向きのときに使用されるものとする。しかしながら、本発明が、明示的に指定されない限り、様々な代替の向きと段階の順序を想定することができることを理解されたい。また、添付図面に示され以下の明細書に示した特定の装置とプロセスは、添付の特許請求の範囲に定義された発明の概念の単なる例示的な実施形態であることを理解されたい。従って、本明細書に開示した実施形態に関する特定の寸法や他の物理的特性は、請求項において別段の記載がない限り、限定として解釈されるべきではない。

本出願は、米国特許出願公開番号ＵＳ２００４／０２２７６０４ Ａ１及びＵＳ２００４／０２２６８０１ Ａ１に関連し、これらの各出願の全内容は、本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。

図１を参照すると、本発明の一様相によるシフト装置１は、ベース２、及び複数のギヤ位置の間で動くようにベース２に移動可能に取り付けられたシフトレバー３とを有する。図示の例では、シフトレバー３は、複数のギヤ位置「駐車（PARK）」、「後進（REVERSE）」、「ニュートラル（NEUTRAL）」及び「運転（DRIVE）」を有する「自動」レーン４と、オペレータが変速機のギアを１段上または下にシフトすることができるシフトアップ位置「＋」とシフトダウン位置「−」とを有する「手動」レーン５との間で移動可能である。

更に図２を参照すると、シフトレバー３は、レバー３をベース２に枢軸９で枢動可能に取り付ける下方に延在する部分７及び８を有するサドル形下側部分６を有する。枢軸９は、シフトレバー３の前後の動きを可能にし、第２の枢軸１０は、シフトレバー３の左右の動きを可能にする。ホール効果回転センサ等のセンサ１１が、車両制御装置１２に信号を提供し、それにより、車両制御装置１２が、シフトレバー３の軸９及び軸１０の回りでの位置を決定することができる。

ソレノイド１６は、ハウジング１５内に取付けられ、つめ部材１７が取り付けられた出力部材２２を有する。動作中に、つめ部材１７は、ソレノイド１６が作動するときに出力部材２２と一緒に動く。つめ部材１７は、車両の電源１３に動作可能に接続され、シフトゲート１８と相互作用してシフトレバー３の動きを制御する。図５から図８を更に参照すると、ソレノイド１６は、第１のばね２０と第２のばね２１を有する。ばね２０及び２１は、可動部材１９の円板部分１４を形成する永久磁石に作用して部材１９を中心部に向けて付勢する。つめ部材１７は、ソレノイド１６の出力部材２２に取り付けられている。ソレノイド１６は、正電流を流して磁石１４に力を加え、出力部材２２を矢印「Ａ」（図６）の方向に延出させ、ばね２１を圧縮することができるコイル２３を有する。或いは、負電流をコイル２３に流して出力部材２２を矢印「Ｂ」の方向に後退させ、それによりばね２０を圧縮することができる。従って、出力部材２２（及びつめ部材１７）は、コイル２３が通電されていないときの「ニュートラル」位置と、コイル２３に正電流が通電されているときの延出位置と、コイル２３に負電流が流されているときの後退位置の３つの位置をとる。

図３を参照すると、シフトレバー３が「ニュートラル」位置にあり、ソレノイド１６が後退しているとき、つめ部材１７が後退し、つめ部材１７の横方向に延在する交差部分２４及び２５は、シフトゲート１８の拡張部分２６及び２７と係合し、それによりシフトレバー３が「ニュートラル」位置にロックされる。制御装置１２は、ボタン２８が押され、車両のブレーキペダル４５も位置「Ｄ」まで踏み込まれない限り「ニュートラル」ロックのときにソレノイド１６が後退位置から動かないように構成されている。ペダル４５が位置「Ｄ」まで踏み込まれたとき、センサ（図示せず）は、制御装置１２に信号を提供する。図示の例では、負電流がコイル２３に印加されたときに、ソレノイド１６は、つめ部材１７を図３に示した位置に後退させる。

図４と図４Ａを更に参照すると、つめ部材１７は、シフトゲート１８の狭い部分３０と３１の間に嵌まる細い部分２９を有する。ボタン２８が押され、ソレノイド１６に正電流が印加されたとき、つめ部材１７は、図４に示した位置に延出される。延出位置にあるとき、つめ部材１７の細い部分２９は、シフトゲート１８と相互作用する。細い部分２９は、ゲート１８の最も狭い部分３０及び３１よりも少し細いので、つめ部材１７が、図４に示した延出されたロック解除位置にあるとき、シフトレバー３は拘束を受けることなく前後に動かすことができる。シフトゲート１８は、また、「駐車」位置を提供する拡張された第１の部分３２と、「後進」位置を提供する第２の部分３３とを有する。拡張部分３４は、「ニュートラル」位置を提供し、少し狭い部分３５は「運転」位置を提供する。

つめ部材１７の中間部分３６は、開口部１８の「駐車」部分３２より僅かに狭く且つ開口部１８の「後進」部分３３より僅かに狭い幅を有する。ソレノイド１６が通電されず（即ち、中間位置にある）、シフトレバー３が「駐車」位置又は「後進」位置にあるとき、部分３６がゲート１８と係合する。中間部分３６は、シフトレバー３をゲート１８の「駐車」開口部３２と「後進」部分３３にロックする幅を有する。従って、ソレノイド１６が通電されないとき、つめ部材１７の中間部分３６は、シフトレバー３を「駐車」位置にロックする。ソレノイドが活動化されず、中間部分３６が開口部１８の「後進」部分３３に位置決めされた場合は、ゲート１８の狭い部分３７が、「後進」位置３３から「駐車」位置３２への動きを防ぐ。しかしながら、傾斜部３８及び３９が、ゲート部材１７の交差部分２４及び２５と係合し、それによりつめ部材１７が延出し、シフトレバーが、開口部１８の「後進」部分３３から開口部１８の「ニュートラル」部分３４に動くことを可能にする。

図２を参照すると、ハウジング４０は、下側面に凹部４１によって形成された複数の戻り止めを有する。ばね入りプランジャ４２が凹部４１と係合して、シフトレバー３を所望のギヤ位置に保持するための戻り止めを提供する。凹部４１は、第２のシフトレーン５（図１）の「＋」と「−」ギア位置に対応し、凹部４３は、第１即ち「自動」シフトレーン４の「駐車」、「後進」、「ニュートラル」及び「運転」位置に対応する。

操作する際、制御装置１２は、「ニュートラル」位置にあるときにソレノイド１６を図３に示した位置に後退させるように構成される。ボタン２８が押され且つ車両のブレーキペダルが踏み込まれない限り、制御装置１２は、ソレノイドが後退位置から動かないようにする。それにより、制御装置１２は、シフトレバー３を「ニュートラル」位置にロックする。また、操作中に、シフトレバー３を「運転」位置３５に動かし、次に枢軸１０のまわりに横方向に第２のレーン即ち「手動」レーン５に回転させることができる。センサ１１は、シフトレバー３が第２のレーン即ち手動レーン５にあることを示す信号を制御装置１２に提供し、それにより、制御装置１２は、第２のレーン５にあるときに、シフトレバー３の前後方向の動きをシフトアップ「＋」又はシフトダウン「−」信号として解釈する。シフトレバー３が「手動」レーン５にあるとき、制御装置１２は、つめ部材１７を延出（ロック解除）位置に移動させ、それにより、つめ部材１７の細い部分２９がゲート１８と係合する。つめ部材１７の細い部分２９が、ゲート１８の狭い端部４４に嵌り、それにより、シフトレバー３が手動シフトレーン５内で前後に動くことが可能になる。ソレノイド１６とつめ部材１７は、ソレノイド１６の３つの位置を利用して「ニュートラル」ロックと「駐車」ロックを提供する。

以上の説明において、本明細書に開示した概念から逸脱せずに本発明に変更を加える得ることは当業者であれば容易に理解できるであろう。そのような変更は、特許請求の範囲の文言によって明示的に述べられていない限り、添付の特許請求の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本発明の一様相によるシフト装置の斜視図である。 図１のシフト装置の部分概略破断斜視図である。 図１のシフト装置の部分破断図である。 図１のシフト装置の部分破断図である。 つめ部材の拡大図である。 本発明の一様相によるソレノイドの平面図である。 図５のソレノイドの断面図である。 図６のソレノイドの側面図である。 図５のソレノイドの分解図である。

符号の説明

２ ベース
３ シフトレバー
９、１０ 枢軸
１１ センサ
１２ 車両制御装置
１４ 円板部分
１５ ハウジング
１６ ソレノイド
１７ つめ部材
１８ シフトゲート
１９ 可動部材
２０、２１ ばね
２２ 出力部材
２３ コイル

Claims (21)

1. 車両用のシフト装置であって、
   ベース構造体と、
   ベース構造体に移動可能に取り付けられたシフトレバーと、
   少なくとも「駐車」、「ニュートラル」及び「運転」の制御位置を含む複数の制御位置間のシフトレバーの動きを制御するシフトゲートと、
   シフトゲートと係合するように構成されたつめ部材を有する電動つめであって、つめ部材が、シフトレバーが「ニュートラル」位置にロックされるシフトゲートに対しての第１の位置と、シフトレバーが「駐車」、「ニュートラル」及び「運転」位置の間で移動可能なシフトゲートに対しての第２の位置と、つめ部材がシフトレバーを「駐車」位置にロックするシフトゲートに対しての第３の位置とを画定する電動つめ、とからなり、
   前記電動つめが、つめ部材を第１の位置、第２の位置及び第３の位置の間で動かすソレノイドを有し、
   前記ソレノイドに第１の極性の電流を流したときにソレノイドが後退してつめ部材を第１の位置に動かし、前記ソレノイドに第１の極性と逆の極性を有する電流を流したときにソレノイドが延出してつめ部材を第２の位置に動かす、車両用のシフト装置。
2. ソレノイドが通電されない場合に、ソレノイドがつめ部材を第３の位置に位置決めする、請求項１記載のシフト装置。
3. つめ部材が第３の位置に向けて付勢されている、請求項２に記載のシフト装置。
4. シフトゲートがシフトレバー上で位置決めされ、ソレノイドがベースに取り付けられた、請求項１に記載のシフト装置。
5. つめ部材が、第１の幅を有する第１の部分と、第２の幅を有する第２の部分と、第３の幅を有する第３の部分とを有し、第１の幅が第２と第３の幅よりも大きく、第３の幅が第２の幅よりも大きい、請求項４に記載のシフト装置。
6. シフトゲートは、つめ部材が第１の位置にあるときにつめ部材の第１の部分と係合し、それによりシフトレバーを「ニュートラル」位置にロックするように構成された「ニュートラル」ロック面を備える開口を有する、請求項５に記載のシフト装置。
7. 開口は、つめが第３の位置にあるときにつめ部材の第３の部分と係合してシフトレバーを「駐車」位置にロックするように構成された「駐車」ロック面を更に備える、請求項６に記載のシフト装置。
8. 車両用のシフト装置であって、
   ベース構造体と、
   ベース構造体に移動可能に取り付けられたシフトレバーと、
   シフトゲートと、
   シフトゲートと係合し、ベースに対するシフトレバーの動きを制御するように構成されたつめ部材と、
   つめ部材に動作可能に接続された移動可能な出力部材を有するソレノイドであって、移動可能な出力部材が中間位置に向けて付勢されており、逆極性を有する電流がソレノイドに流されたときに出力部材が逆方向に動くソレノイドからなり、
   ソレノイドが後退位置にあるときは、シフトレバーは「ニュートラル」位置にロックされ、ソレノイドが延出位置にあるときは、シフトレバーは拘束を受けることなく前後に動かすことができ、またソレノイドが中間位置にあるときは、シフトレバーは「駐車」位置にロックされる、車両用のシフト装置。
9. ソレノイドが、つめ部材を中間位置に付勢する少なくとも１個の弾性部材を有する、請求項８に記載のシフト装置。
10. ソレノイドが、つめ部材を中間位置に向けて付勢する第１と第２のばねを有する、請求項８に記載のシフト装置。
11. シフトゲートは、シフトレバーが「ニュートラル」位置にロックする「ニュートラル」位置を画定し、つめ部材は、シフトゲートの「ニュートラル」位置と係合しシフトレバーの動きを妨げるように構成された第１の部分を有し、
    ソレノイドに動作可能に結合され、ソレノイドへの電流を制御する制御装置が設けられ、
    この制御装置が、車両のブレーキペダルが踏み込まれていない限り、つめ部材の第１の部分がシフトゲートの「ニュートラル」位置と係合してシフトレバーを「ニュートラル」位置にロックするようにソレノイドを保持するように構成された、請求項８に記載のシフト装置。
12. シフトゲートが、「駐車」位置と「後進」位置を画定し、
    つめ部材が、シフトゲートの「駐車」位置と「後進」位置と係合しシフトレバーの動きを妨げるように構成された第２の部分を有する、請求項１１に記載のシフト装置。
13. ソレノイドが、延出位置と後退位置を画定し、
    ソレノイドが延出位置と後退位置の内の選択された位置にあるときに、つめ部材の第１の部分が、シフトゲートの「ニュートラル」位置と係合しシフトレバーの動きを妨げるように構成された、請求項１２に記載のシフト装置。
14. ソレノイドが後退位置にあるときにつめ部材の第１の部分がシフトの「ニュートラル」位置と係合するように構成された、請求項１３に記載のシフト装置。
15. シフトゲートは、「駐車」位置と「後進」位置の間に中間位置を有し、
    つめ部材は、中間部分と係合してつめ部材が「駐車」位置と「後進」位置の間で動くことを可能にするように構成された第３の部分を有する、請求項１４に記載のシフト装置。
16. ソレノイドが延出位置にあるときにつめ部材の第３の部分がシフトゲートと係合する、請求項１５に記載のシフト装置。
17. シフトゲートは、シフトレバーの一部分を通る開口であり、シフトレバーと共に動き、
    ソレノイドがベースに取り付けられた、請求項１６に記載のシフト装置。
18. シフトレバーは、第１と第２の軸のまわりに回転運動するようにベースに枢動可能に取り付けられ、シフトレバーは、「駐車」位置、「後進」位置、「ニュートラル」位置及び「運転」位置を画定する第１のシフト経路と、「アップシフト」ギヤ位置と「ダウンシフト」ギヤ位置を画定する第２のシフト経路とに沿って移動できる、請求項８に記載のシフト装置。
19. ベース構造体と、
    少なくとも「駐車」位置、「後進」位置、「ニュートラル」位置、及び「運転」位置の間で動くようにベースに移動可能に取り付けられたシフトレバーと、
    ベースに対するシフトレバーの位置を決定するように構成されたセンサと、
    少なくとも「駐車」位置、「後進」位置、「ニュートラル」位置、及び「運転」位置を画定するシフトゲートと、
    少なくとも「ニュートラル」位置と少なくとも第１と第２の位置との間で移動可能なつめ部材を有する電動つめであって、つめ部材が「ニュートラル」位置に付勢され、それにより、電動つめに電力が供給されていないときにつめ部材が「ニュートラル」位置に移動し、電動つめが作動されたときにつめ部材が第１と第２の位置に移動するようにする電動つめと、
    ベースに対するシフトレバーの動きを制御するために電動つめを中間の「ニュートラル」位置から第１の位置に移動させるために第１の電流を流すように構成され、またベースに対するシフトレバーの動きを制御するために電動つめを中間の「ニュートラル」位置から第２の位置に移動させるために異なる第２の電流を流すように構成された制御装置とを有し、
    制御装置は、つめ部材がシフトゲートの「ニュートラル」位置と係合したときに電動つめをロックして、ブレーキペダルが踏み込まれたことを示す信号を制御装置が受け取らない限り、シフトレバーが「ニュートラル」位置から動かないようにし、
    電動つめは可動部材を有するソレノイドであり、ソレノイドが後退位置にあるときは、シフトレバーは「ニュートラル」位置にロックされ、ソレノイドが延出位置にあるときは、シフトレバーは拘束を受けることなく前後に動かすことができ、またソレノイドが中間位置にあるときは、シフトレバーは「駐車」位置にロックされる車両用のシフト装置。
20. シフトゲートがベース構造体に移動可能に取り付けられ、電動つめがベース構造体に取り付けられた、請求項１９に記載のシフト装置。
21. 第１の位置は可動部材の延出位置であり、第２の位置は可動部材の後退位置である、請求項１９に記載のシフト装置。

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