JP5254345B2

JP5254345B2 - 車輌のレンジ切換え装置

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Publication number: JP5254345B2
Application number: JP2010528074A
Authority: JP
Inventors: 玄昌田中; 但全武井; 伸一郎硲
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin AW Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Aisin Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: EP2235403A4; JP2011510227A; EP2235403B1; WO2009119115A1; EP2235403A1

Description

本発明は、運転者が例えばシフトレバーによって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構成する車輌のレンジ切換え装置に関する。

一般に、例えば自動変速機を備えた車輌のシフトレンジは、油圧制御装置内のレンジ圧を設定するマニュアルバルブやパーキング機構に連動するマニュアルシャフトを回動駆動することで切換えられており、このマニュアルシャフトを運転席近傍に配設されたシフトレバーにより機械的なロッド機構等を介して駆動するものが主流である。

しかし、近年、車輌の設計自由度の向上やハイブリッド車輌の登場などにより、シフトレバーとマニュアルシャフトとを機械的に連結せず、シフトレバー操作に基づく電気信号を用いて電気的にマニュアルシャフトを駆動制御する、いわゆるシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムを用いる車輌も開発されている。

このシフトバイワイヤシステムとしては、例えば自動変速機の大幅な設計変更が不要となるように、変速機側に備えられているマニュアルシャフトに対し、モータ等を有するレンジ切換え装置を取り付け、シフトレバー操作に基づきモータを駆動制御して該マニュアルシャフトを回動駆動するものが提案されている。このものは、モータの駆動回転を駆動機構を介してマニュアルシャフトに伝達すると共に、該マニュアルシャフトの回動角度を角度センサにより検出してモータの駆動制御にフィードバックすることで、シフトレンジの切換えを達成している。

特開２００５−２０７５７０号公報

ところで、上述のレンジ切換え装置は、自動変速機やハイブリッド駆動装置とは別体に組み立てられ、それらのケースから突出されたマニュアルシャフトに対して取り付けられるため、防水性の確保や異物侵入の防止などのために、モータ、駆動機構、角度センサ等を密封する形でケースに収容されている。また特に、レンジ切換え装置は、自動変速機やハイブリッド駆動装置に対して後付けされる形で取り付けられるが、その取り付け前にあっても異物等が侵入しないように略々完成した状態まで組上げられて搬送される。

一方で、マニュアルシャフトと駆動機構との間にガタがあると、角度センサにより正確にマニュアルシャフトの角度を検出し、モータの駆動制御を正確に行ったとしても、そのモータの駆動回転が正確にマニュアルシャフトに反映されないという問題がある。そのため、特許文献１の図５及び図６に示すように、マニュアルシャフトの先端と駆動機構（アーム部材）とを締結しておくことが考えられる。

しかしながら、マニュアルシャフトの先端と駆動機構（アーム部材）とは、上述のようにケースに密封されて収容されているため、それらを締結するためには、完成しているレンジ切換え装置のケースを取り外し、締結した後、再度ケースを組み付ける必要が生じ、つまり自動変速機やハイブリッド駆動装置への取り付け工程が複雑になってしまう。また、一旦レンジ切換え装置のケースを取り外す必要が生じるため、この取り付け工程における異物侵入の虞も生じるという問題がある。

そこで本発明は、車輌のレンジ切換え装置を組み付けた状態で、レンジ切換え軸の端部と駆動機構の回転係合部材とをケース部材の内部で締結することを可能にし、取り付け工程の簡素化を図ると共に異物侵入の防止も図ることが可能な車輌のレンジ切換え装置を提供することを目的とする。

本発明は（例えば図１乃至図７参照）、モータ（４）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）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回転係合部材（６）とを有して前記モータ（４）の駆動回転を伝達する駆動機構（５，６，１２）と、前記回転係合部材（６）によって回動駆動されるレンジ切換え軸（１８）によって貫通されると共に該レンジ切換え軸（１８）の回転角を検出する検出部（１１）と、少なくとも前記回転係合部材（６）と前記検出部（１１）とを密封するケース部材（１０）と、を備え、レンジ選択手段（２）により選択されたシフトレンジと前記検出部（１１）の検出結果とに基づき前記モータ（４）が駆動制御される車輌のレンジ切換え装置（１）において、
前記検出部（１１）を貫通して突出した前記レンジ切換え軸（１８）の端部（１８ｂ）と前記回転係合部材（６）とを前記ケース部材（１０）の内部で締結する締結手段（５０，６０）と、
前記車輌のレンジ切換え装置（１）を組み立てた状態で前記回転係合部材（６）と前記レンジ切換え軸（１８）とを前記締結手段（５０，６０）で締結する際、該締結手段（１８ｄ，５０又は６０）による前記ケース部材（１０）の内部での締結を可能にする締結可能手段（１０ｃ，５１、又は１０ｄ，６０ｂ，６０ｃ）と、を備え、
前記締結可能手段は、前記ケース部材（１０）に形成された貫通孔（１０ｄ）と、該貫通孔（１０ｄ）の円周に配置されたシール部材（７５）と、からなり、
前記締結手段は、前記レンジ切換え軸（１８）の端部（１８ｂ）に形成された雄ネジ（１８ｄ）に螺合し、前記貫通孔（１０ｄ）まで延設されて該貫通孔（１０ｄ）との間が前記シール部材（７５）でシールされる外周円筒部（６０ｂ）と、前記ケース部材（１０）の外部にて工具からの回転トルクを受圧するトルク受圧部（６０ｃ）とが形成されたナット（６０）からなることを特徴とする。

これにより、車輌のレンジ切換え装置を組み立てた状態で該車輌のレンジ切換え装置をレンジ切換え軸に取り付ける際、締結手段によるケース部材の内部で、レンジ切換え軸の端部と駆動機構の回転係合部材との締結を可能にしたので、ケースを取り外すことなく、レンジ切換え軸と駆動機構の回転係合部材とを締結することができる。これにより、車輌のレンジ切換え装置をレンジ切換え軸に取り付ける際の工程を簡素化することができると共に、異物侵入の防止も図ることができる。さらに、ケース部材の外部からトルク受圧部を介してナットを締め付けることにより、レンジ切換え軸と駆動機構の回転係合部材との締結をケース部材の内部ですることができる。また、外周円筒部とケース部材の貫通孔との間がシールされているので、ケース部材内の密封性を確保することができる。

また、本発明は（例えば図１０及び図１１参照）、前記レンジ切換え軸（１８）に相対回転不能に嵌合され、かつ外周面（１０１ａ）が円形に形成されると共に、側面（１０１ｂ）により前記回転係合部材（６）を支持する円板状部材（１０１）と、
前記円板状部材（１０１）の外周面（１０１ａ）を摺動自在に支持する支持孔（１００ａ）を有すると共に、前記ケース部材（１０）に支持された支持部材（１００）と、を備えてなることを特徴とする。

これにより、例えばレンジ切換え装置がレンジ切換え軸に対する傾き方向の力を受けても、その力を支持部材及び円板状部材により受圧することができ、回転係合部材の傾き方向への支持精度を向上することができる。

また、本発明は（例えば図５乃至図７参照）、前記検出部（１１）は、前記レンジ切換え軸（１８）に嵌合されて一体に回転するロータ（１１ａ）と、該ロータ（１１ａ）の回転角度を検出する角度センサ（１１ｂ）とからなり、
前記駆動機構の回転係合部材（６）と前記ロータ（１１ａ）とを回転不能に嵌合させる嵌合部（６ｄ，１１ｃ）を備えたことを特徴とする。

これにより、駆動機構の回転係合部材と検出部のロータとを回転不能に嵌合させる嵌合部を備えているので、該回転係合部材と検出部のロータとが位置ズレすることを無くすことができ、車輌のレンジ切換え装置を組み付ける際、レンジ切換え軸を容易に挿入することができ、取り付け工程の簡素化を図ることができる。

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、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。

本発明に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を示す模式図。レンジ切換え装置を示す展開図。第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す図２のＡ−Ａ矢視断面図。第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す断面図。第３の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す断面図。アーム部材と検出センサのロータとの嵌合部を示す分解斜視図。第４の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す断面図。第５の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す断面図。第５の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す斜視図。第６の実施の形態に係るレンジ切換え装置を示す断面図。第６の実施の形態に係るレンジ切換え装置を一部切欠いて示す斜視図。

＜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。なお、本発明に係る実施の形態として、第１〜第６の実施の形態を説明するが、これら６つの実施の形態に共通する部分を説明する際は、単に「レンジ切換え装置１」とし、区別して説明する際は、「レンジ切換え装置１_１〜１_６」という。

レンジ切換え装置１は、図１に示すように、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））に取り付けられるように構成されており、該レンジ切換え装置１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（駆動機構）５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（回転係合部材、駆動機構）６と、該アーム部材６によって回動駆動されるマニュアルシャフト（レンジ切換え軸）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２１の位置を検出するレンジ位置検出センサ（検出部）１１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、レンジ位置検出センサ１１は、同一のケース（ケース部材）１０内に収納されている。

一方、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スの外部に取り付けられて配設されている。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ス内に収納されている。

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、操作されて上述の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、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、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、この制御信号Ｓ２によって後述のモータ４の回転を駆動制御するものである。さらに、この制御手段３には、後述のスプール２１の位置を検出するレンジ位置検出センサ１１（後述）からの検出信号が入力される。制御手段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駆動制御するようになっている。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、ケース１０の外部に配置されているように示しているが、該ケース１０の内部に配置するようにしても良い。

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）のケース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に連結された連結軸２４の先端のフック２５が係合されている。

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、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４２に対して係脱可能な爪４３が突設されている。

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によって詳しくは後述するレンジ切換え装置１のモータ４が回転され、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。制御手段３は、後述の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。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。

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１の構成について説明する。ケース１０は、自動変速機に対して固定されるケース本体１０ａと、このケース本体１０ａを上方から覆うカバー１０ｂ（図３参照）とを備えている。この図２は、カバー１０ｂを取り外した状態を示す。また、図３は、図２のＡ−Ａ線の断面を示す。

モータ４は、図２に示すように、円筒形状の本体４ａと、該本体４ａの一端側に突出するように配置された出力軸４ｂと、該本体４ａの他端側に配置され、電源の供給及び上記制御手段３からの制御信号Ｓ２を入力するためのモータ端子部４ｃとによって構成されている。また、該モータ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、上記の制御手段３によって制御されるようになっている。

上記モータ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と噛合している。該伝動ギヤ１２ｂは、ケース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と共に、上記伝動ギヤ１２ａよりも大きな外径を有しており、さらに、該伝動ギヤ１２ｂよりも小さな外径の伝動ギヤ１２ｃが一体的に固定されている。そして、該伝動ギヤ１２ｃは、該伝動ギヤ１２ｃよりも大きな外径の伝動ギヤ１２ｄと噛合しており、該伝動ギヤ１２ｄは、後述する変換機構５のネジ軸５ａと一体回転するように該ネジ軸５ａに固定されている。これにより、モータ４の出力軸４ｂの回転は、これら伝動ギヤ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、１２ｄからなる伝動ギヤ群（駆動機構）１２によって減速されて上記ネジ軸５ａに伝達される。

変換機構５は、本実施の形態では滑りネジを採用している。この変換機構５としての滑りネジは、図２に示すように、モータ４によって回転駆動されるネジ軸５ａと、該ネジ軸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。該ネジ軸５ａは、ケース１０に対してブラケットによって固定されたベアリング５ｄを介してケース１０に対して回転自在に支持されている。

上記ナット部材５ｂは、図３に示すように、略々直方体状に形成されていて、背面側（図３中の右方側）には、軸方向に沿ってガイドレール５ｅが形成されている。このガイドレール５ｅは、ケース本体１０ａの内側に固定配置され、ネジ軸５ａに平行に敷設されたガイド部材１４のガイド溝１４ａに遊嵌されており、該ナット部材５ｂはネジ軸５ａの回転に伴って回転不能に軸方向へ案内される。また、ナット部材５ｂの手前側（図３中の左方側）には、突起部５ｃが形成されており、この突起部５ｃには、後述のアーム部材６が係合されている。このように本実施の形態においては、変換機構５は、回転運動を直線運動（直線駆動）に変換できるように構成されている。

アーム部材６には、一端に長孔状の孔部６ａが形成されており、上記ナット部材５ｂの突起部５ｃが係合している。また、アーム部材６の他端には、図３に示すように、貫通孔６ｂ，６ｃが形成されており、該貫通孔６ｂ，６ｃには、マニュアルシャフト１８の先端部が相対回転不能に嵌合されている。

詳細には、マニュアルシャフト１８は、その先端部が平行な２面として面取りされた２面取り部１８ａと、該２面取り部よりも細く形成された先細部（端部）１８ｂとを有しており、それらの径の違いから段差部１８ｃを形成している。また、該先細部１８ｂの外周側には、２面取りされた部分を除き、雄ネジ１８ｄが形成されている（図１、図６参照）。

一方の上記アーム部材６には、上記マニュアルシャフト１８の形状に合わせて、貫通孔６ｃの径が貫通孔６ｂの径よりも大きくなるように形成されており、それらの径の違いから突当り部６ｅを形成している。即ち、上記マニュアルシャフト１８が貫通孔６ｂ，６ｃに挿入されると、上記２面取り部１８ａが貫通孔６ｃに嵌合すると共に先細部１８ｂが貫通孔６ｂに嵌合し、段差部１８ｃが突当り部６ｅに突当る。そして、ナット（締結手段）５０の雌ネジ５０ａが先細部１８ｂの雄ネジ１８ｄに螺合されて締め付けられると、突当り部６ｅがマニュアルシャフト１８の段差部１８ｃとナット５０との間で挟持される形で、アーム部材６とマニュアルシャフト１８とが締結される。

これにより、アーム部材６は、上記ナット部材５ｂがネジ軸５ａの軸方向に移動するのに伴って回動し、マニュアルシャフト１８を回転させることになる。なお、マニュアルシャフト１８とケース１０の本体１０ａとの間にはシールリング７２が配設されており、ケース１０における本体１０ａとカバー１０ｂとの間に配設されたシール部材７１と相俟って、ケース１０の密封構造を構成し、異物の侵入防止や防水性の確保がなされている。

また、レンジ位置検出センサ１１は、貫通配置されたマニュアルシャフト１８に周設されたポテンショメータからなり、図２及び図３に示すように、永久磁石が内装されたロータ１１ａと、該ロータ１１ａを回転自在に支持すると共に、ホール素子が内装され、該ロータ１１ａの角度を検出する角度センサ１１ｂとを有して構成されている。該ロータ１１ａの略々中心には、上記マニュアルシャフト１８の２面取り部１８ａの形状に合わせて形成された貫通孔１１ｆが備えられており、該貫通孔１１ｆは、該２面取り部１８ａの大きさよりも僅かに小さく形成された例えば樹脂材料からなり、該マニュアルシャフト１８が挿入された際、２面取り部１８ａが該貫通孔１１ｆに圧入される。それにより、該ロータ１１ａは、マニュアルシャフト１８の外周部分に嵌合し、該マニュアルシャフト１８に対して回転不能に配置される。これにより、レンジ位置検出センサ１１は、例えばガタ等を介することなく、マニュアルシャフト１８の回動角度を精度良く検出する。

また、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センサ端子部１１ｅを有しており、つまり該センサ端子部１１ｅ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。このモータ４の駆動・停止は、上述のようにアーム部材６とマニュアルシャフト１８とが締結されているため、例えばガタを介してマニュアルシャフトが駆動されることがなく、つまり精度良くレンジ切換えの制御が行われる。なお、本実施の形態においては、レンジ位置検出センサ１１をポテンショメータであるように説明したが、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ても良い。

以上説明したレンジ切換え装置１_１においては、図３に示すように、ケース１０のカバー１０ｂにあって、マニュアルシャフト１８と同軸上の延長上に、ナット５０を締め付ける工具（例えば六角レンチ等）を挿入し得る挿入孔（締結可能手段）１０ｃが形成されており、該挿入孔１０ｃには、シールリング７３が固着された蓋部材（被覆部材、締結可能手段）５１が着脱自在に該挿入孔１０ｃを覆うように配設されている。即ち、該挿入孔１０ｃには、雌ネジが形成されており、蓋部材５１には雄ネジ（雄ネジ部）が形成されて、該蓋部材５１は挿入孔１０ｃに螺合されている。また、蓋部材５１がケース１０に取り付けられると、上記シールリング７３によりケース１０と蓋部材５１との間が密封される。なお、シールリングは蓋部材と別体とし、ケースに溝を形成し、該溝に埋め込むようにしても良い。

これにより、本第１の実施の形態にあっては、該レンジ切換え装置１_１を自動変速機に配設されているマニュアルシャフト１８に取り付ける際、蓋部材５１を外すだけの簡単な作業で、ナット５０によるマニュアルシャフト１８とアーム部材６との締結を行うことができ、つまりレンジ切換え装置１_１を組み立てた状態でケース１０を分解することなく、ケース１０内部での締結を可能にすることができ、レンジ切換え装置１_１をマニュアルシャフト１８に取り付ける際の工程を簡素化することができる。また、組み立てたレンジ切換え装置１_１を搬送する間や、締結後（レンジ切換え装置１_１の自動変速機への取り付け後）にあっても、蓋部材５１を取り付けることでケース１０内の密封性を確保することができ、異物侵入の防止も図ることができる。

また、車輌のレンジ切換え装置１_１をマニュアルシャフト１８に取り付けた状態で、蓋部材５１によりナット５０が視認不能となって、該ナット５０によってどのように固定されているか分からないため、例えばマニュアルシャフト１８を回動してパーキングギヤを解除して車輌を盗難する等の行為に対し、盗難防止効果を得ることができる。また、蓋部材５１とナット５０とが別部材であるため、例えばナット６０が挿入孔を塞ぐものに比して（後述の第２の実施の形態を参照）、ナット５０の締結を解除するのに時間を要するので、盗難防止効果を得ることができる。

なお、以上説明した本第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_１にあっては、挿入孔１０ｃに蓋部材５１を螺合することにより該挿入孔１０ｃを塞いでいるが、これに限らず、例えばレンジ切換え装置１_１を自動変速機に配設されているマニュアルシャフト１８に取り付けた後、樹脂材料等により形成されたキャップ状の部材を挿入孔１０ｃに接着剤等を用いて固着することも考えられる。

＜第２の実施の形態＞
つづいて、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について図４に沿って説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の部分には、同符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_２は、図４に示すように、第１の実施の形態におけるナット５０の形状（図３参照）を変更したナット（締結手段）６０を備えるものである。該ナット６０は、雌ネジ６０ａが一方向だけに開口した、いわゆる袋ナットからなり、ケース１０のカバー１０ｂには貫通孔（締結可能手段）１０ｄが形成されて、該ナット６０が該貫通孔１０ｄよりも突出するように延設されている。特に該ナット６０の軸方向の略々中央部分は、外周側が円筒状に形成された外周円筒部（締結可能手段）６０ｂとなっており、該外周円筒部６０ｂがカバー１０ｂの貫通孔１０ｄまで延設されている。また、該ナット６０の外周円筒部６０ｂよりも先端側、即ちカバー１０の外部に突出した部分には、６面取りされて、例えば六角レンチやスパナ等の工具による回転トルクを受圧する６面取り部（締結可能手段、トルク受圧部）６０ｃが形成されている。そして、上記外周円筒部６０ｂとカバー１０ｂの貫通孔１０ｄとの間には、シールリング７５が該貫通孔１０ｄの円周に配置されて、ナット６０を回転自在にシールしつつ密封性を維持している。

これにより、本第２の実施の形態にあっては、該レンジ切換え装置１_２を自動変速機に配設されているマニュアルシャフト１８に取り付ける際、ケース１０の外部において、ナット６０の６面取り部６０ｃを工具により締め付けるだけで、マニュアルシャフト１８とアーム部材６との締結を行うことができ、つまりレンジ切換え装置１_２を組み立てた状態でケース１０を分解することなく、ケース１０内部での締結を可能にすることができ、レンジ切換え装置１_２をマニュアルシャフト１８に取り付ける際の工程を簡素化することができる。また、組み立てたレンジ切換え装置１_２を搬送する間や、締結後（レンジ切換え装置１_２の自動変速機への取り付け後）にあっても、ケース１０内の密封性は確保されており、異物侵入の防止も図ることができる。

＜第３の実施の形態＞
つづいて、上記第１の実施の形態を一部変更した第３の実施の形態について図５及び図６に沿って説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の部分には、同符号を付して、その説明を省略する。

本第３の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_３は、図５及び図６に示すように、第１の実施の形態において互いに離れていたアーム部材６とレンジ位置検出センサ１１との関係（図３参照）を改良したものである。即ち、レンジ位置検出センサ１１のロータ１１ａにアーム部材６側に突出する突出部１１ｃを設け、該突出部１１ｃを上記マニュアルシャフト１８と同様に２面取りして形成し、一方のアーム部材６においても、該突出部１１ｃの形状に合わせた形状の貫通孔６ｄを形成し、これら突出部１１ｃと貫通孔６ｄとが互いに嵌合する嵌合部を構成したものである。

上記突出部１１ｃの端面１１ｄと、マニュアルシャフト１８の段差部１８ｃとは、同一面となるように（突出部１１ｃの方が僅かに短くても良い）形成されており、ナット５０により締め付けられ、アーム部材６とマニュアルシャフト１８とが締結される際に、ロータ１１ａが締結を阻害しないように構成されている。

これらアーム部材６とロータ１１ａとは、レンジ切換え装置１_３を組み立てた際に嵌合される。これにより、該レンジ切換え装置１_３を自動変速機に配設されているマニュアルシャフト１８に取り付ける際、ロータ１１ａの貫通孔１１ｆとアーム部材６の貫通孔６ｂとが、位置ズレすることなく同一軸線上にあり、マニュアルシャフト１８を容易に挿入することができ、つまり取り付け工程の簡素化を図ることができる。また、ロータ１１ａが例えば搬送中等に１８０度回転してしまうことも防止され、つまりマニュアルシャフト１８を挿入する際にロータ１１ａが反転した状態で取り付けられてしまうことも防止することができる。

＜第４の実施の形態＞
また、第４の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_４は、第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_２のものに、第３の実施の形態と同様の、アーム部材６とロータ１１ａとの嵌合部を設けたものである。これにより、第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_２のものに加えて、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第５の実施の形態＞
つづいて、上記第１の実施の形態を一部変更した第５の実施の形態について図８及び図９に沿って説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の部分には、同符号を付して、その説明を省略する。

本第５の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_５は、図８に示すように、第１の実施の形態における蓋部材５１（図３参照）をプレートカバー（被覆部材、板状部材）８０に変更したものである。また、第１の実施の形態に比して、ナット５０によるマニュアルシャフト１８とアーム部材６とレンジ位置検出センサ１１との締結部分を変更したものである。即ち、第１の実施の形態においては、ナット５０によりマニュアルシャフト１８にアーム部材６を直接締結していたが、本第５の実施の形態においては、ナット５０によりワッシャ部材８１を介してマニュアルシャフト１８に締結し、かつ該ワッシャ部材８１をレンジ位置検出センサ１１のロータ１１ａに連結したものである。

詳細には、図８に示すように、アーム部材６に形成された貫通孔６ｂは、マニュアルシャフト１８の２面取り部１８ａの形状に合わせて形成されており、該２面取り部１８ａに嵌合されている。これにより、アーム部材６は、上記ナット部材５ｂがネジ軸５ａの軸方向に移動するのに伴って回動し、マニュアルシャフト１８を回転させることになる。

一方、ワッシャ部材８１は、ワッシャ部８１ａと２本の脚部８１ｂ，８１ｂとを有して構成されている。ワッシャ部８１ａにはマニュアルシャフト１８の先細部１８ｂが貫通される貫通孔８１ｃが形成されており、つまりマニュアルシャフト１８の段差部１８ｃがワッシャ部８１ａに突当ると共にナット５０の雌ネジ５０ａが先細部１８ｂの雄ネジ１８ｄに螺合されて締め付けられることで、ワッシャ部材８１がマニュアルシャフト１８に対して締結される。

また、アーム部材６には、脚部８１ｂ，８１ｂが貫通される貫通孔（図示を省略）が形成されており、それら脚部８１ｂ，８１ｂは、レンジ位置検出センサ１１のロータ１１ａを挟持する形で嵌合され、これにより、マニュアルシャフト１８、レンジ位置検出センサ１１のロータ１１ａ、ワッシャ部材８１、ナット５０が一体的に締結される。なお、アーム部材６は、マニュアルシャフト１８の軸方向に対して、レンジ位置検出センサ１１のロータ１１ａとワッシャ部材８１のワッシャ部８１ａとの間に隙間を存して遊嵌される形となり、かつマニュアルシャフト１８の回転方向に対しては、２面取り部１８ａの形状に貫通孔６ｂが嵌合して相対回転不能に係合されている。

そして、本レンジ切換え装置１_５においては、図８及び図９に示すように、ケース１０のカバー１０ｂにあって、マニュアルシャフト１８と同軸上の延長上に、ナット５０を締め付ける工具（例えば六角レンチ等）を挿入し得る挿入孔（締結可能手段）１０ｅが形成されており、該挿入孔１０ｅの外側（図８中左方側）には、プレス加工等により形成されたプレートカバー８０が密着するようにネジ９１，９１（図９参照）により固着されている。なお、図９における複数（６箇所）のネジ９０は、ケース本体１０ａとカバー１０ｂとを締結するネジである。

また、ケース１０のカバー１０ｂにおける挿入孔１０ｅの外周側には、シールリング７６が配設されており、プレートカバー８０とカバー１０ｂとの間をシールしている。これにより、プレートカバー８０とケース１０とを密着させる部分を精度良く加工しなくても、ケース１０内の密封性を確保することができ、つまりプレートカバー８０をプレス加工で形成することを可能にして、コストダウンを可能にしている。

以上説明した本第５の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_５によると、プレートカバー８０を外すだけの簡単な作業で、ナット５０によるマニュアルシャフト１８とアーム部材６との締結をケース１０の内部ですることができ、締結後は、プレートカバー８０を取り付けることでケース１０内の密封性を確保することができる。また、挿入孔１０ｅを覆う部材が板状に形成されているので、レンジ切換え装置１_５の厚み方向（図８中の左右方向）のコンパクト化を図ることができる。さらに、プレートカバー８０はプレス加工等により形成することができるので、コストダウンを図ることもできる。

また、ワッシャ部材８１とロータ１１ａとは、レンジ切換え装置１_５を組み立てた際にアーム部材６を介して脚部８１ｂ，８１ｂにより嵌合される。これにより、該レンジ切換え装置１_５を自動変速機に配設されているマニュアルシャフト１８に取り付ける際、ロータ１１ａの貫通孔１１ｆとアーム部材６の貫通孔６ｂとワッシャ部材８１の貫通孔８１ｃとが、位置ズレすることなく同一軸線上にあり、マニュアルシャフト１８を容易に挿入することができ、つまり取り付け工程の簡素化を図ることができる。また、ロータ１１ａが例えば搬送中等に１８０度回転してしまうことも防止され、つまりマニュアルシャフト１８を挿入する際にロータ１１ａが反転した状態で取り付けられてしまうことも防止することができる。

また、車輌のレンジ切換え装置１_５をマニュアルシャフト１８に取り付けた状態で、プレートカバー８０によりナット５０が視認不能となって、該ナット５０によってどのように固定されているか分からないため、例えばマニュアルシャフト１８を回動してパーキングギヤを解除して車輌を盗難する等の行為に対し、盗難防止効果を得ることができる。また、プレートカバー８０とナット５０とが別部材であるため、例えばナット６０が挿入孔を塞ぐものに比して（例えば第２の実施の形態を参照）、ナット５０の締結を解除するのに時間を要するので、盗難防止効果を得ることができる。

＜第６の実施の形態＞
つづいて、上記第１及び第５の実施の形態を一部変更した第６の実施の形態について図１０及び図１１に沿って説明する。なお、上記第１及び第５の実施の形態と同様の部分には、同符号を付して、その説明を省略する。

本第６の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_６は、図１０に示すように、第５の実施の形態と同様に、第１の実施の形態に比して蓋部材５１（図３参照）をプレートカバー（板状部材）８０に変更したものである。また、第５の実施の形態に比して、ナット５０によるマニュアルシャフト１８とアーム部材６との締結部分を変更し、かつマニュアルシャフト１８を支持部材１００によって支持するように変更したものである。

詳細には、図１０及び図１１に示すように、ケース本体１０ａとカバー１０ｂとの間には、支持部材１００が配置されており、図１１に示すように、該支持部材１００は、端部１００ｂがケース本体１０ａの挟持部１０ｆとカバー１０ｂの挟持部（不図示）とに挟持されると共に、例えば２本のネジ９２，９２によりケース本体１０ａに対して固定されている。該支持部材１００は、図１０及び図１１に示すように、凸状に形成された部分の中心に円形状の支持孔１００ａが形成されている。

該支持孔１００ａの中には、円板状に形成された円板状部材１０１が配置されており、その外周面１０１ａが円形に形成されて、該支持孔１００ａに摺動自在に支持されている。また、該円板状部材１０１は、その側面１０１ｂがアーム部材６に固着されており、つまり支持部材１００は、円板状部材１０１を介してアーム部材６を回転自在に支持している。

アーム部材６の貫通孔６ｂは、マニュアルシャフト１８の先細部１８ｂに嵌合するように形成されており、また、円板状部材１０１の貫通孔１０１ｃは、該２面取り部１８ａに嵌合されるように形成されており、これにより、マニュアルシャフト１８の段差部１８ｃがアーム部材６に突当ると共にナット５０の雌ネジ５０ａが先細部１８ｂの雄ネジ１８ｄに螺合されて締め付けられることで、アーム部材６及びそれに固着された円板状部材１０１がマニュアルシャフト１８に対して締結される。従って、支持部材１００が円板状部材１０１及びアーム部材６を回転自在に支持し、該アーム部材６にマニュアルシャフト１８が締結されているので、支持部材１００が円板状部材１０１及びアーム部材６を介してマニュアルシャフト１８を回転自在に支持することになる。

なお、プレートカバー８０により工具の挿入孔１０ｅを覆う点は、上記第５の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。

以上説明した本第６の実施の形態に係るレンジ切換え装置１_６によると、支持部材１００が円板状部材１０１及びアーム部材６を介してマニュアルシャフト１８を回転自在に支持しているので、例えばレンジ切換え装置１_６がマニュアルシャフト１８に対する傾き方向の力を受けても、その力を支持部材１００及び円板状部材１０１により受圧することができ、アーム部材６の傾き方向への支持精度を向上することが可能となる。

なお、以上説明した本第１乃至第６の実施の形態においては、車輌のレンジ切換え装置１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。

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、農機等のシフトレンジを電気的指令により切換えるものとして利用することが可能であり、特に車輌に備えられたレンジ切換え軸に容易に取り付けることが要求され、かつ異物侵入の防止も要求されるレンジ切換え装置に用いて好適である。

Claims

モータと、該モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と該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回転係合部材とを有して前記モータの駆動回転を伝達する駆動機構と、前記回転係合部材によって回動駆動されるレンジ切換え軸によって貫通されると共に該レンジ切換え軸の回転角を検出する検出部と、少なくとも前記回転係合部材と前記検出部とを密封するケース部材と、を備え、レンジ選択手段により選択されたシフトレンジと前記検出部の検出結果とに基づき前記モータが駆動制御される車輌のレンジ切換え装置において、
前記検出部を貫通して突出した前記レンジ切換え軸の端部と前記回転係合部材とを前記ケース部材の内部で締結する締結手段と、
前記車輌のレンジ切換え装置を組み立てた状態で前記回転係合部材と前記レンジ切換え軸とを前記締結手段で締結する際、該締結手段による前記ケース部材の内部での締結を可能にする締結可能手段と、を備え、
前記締結可能手段は、前記ケース部材に形成された貫通孔と、該貫通孔の円周に配置されたシール部材と、からなり、
前記締結手段は、前記レンジ切換え軸の端部に形成された雄ネジに螺合し、前記貫通孔まで延設されて該貫通孔との間が前記シール部材でシールされる外周円筒部と前記ケース部材の外部にて工具からの回転トルクを受圧するトルク受圧部とが形成されたナットからなる、
ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置。
前記レンジ切換え軸に相対回転不能に嵌合され、かつ外周面が円形に形成されると共に、側面により前記回転係合部材を支持する円板状部材と、
前記円板状部材の外周面を摺動自在に支持する支持孔を有すると共に、前記ケース部材に支持された支持部材と、を備えてなる、
ことを特徴とする請求項１記載の車輌のレンジ切換え装置。
前記検出部は、前記レンジ切換え軸に嵌合されて一体に回転するロータと、該ロータの回転角度を検出する角度センサとからなり、
前記駆動機構の回転係合部材と前記ロータとを回転不能に嵌合させる嵌合部を備えた、
ことを特徴とする請求項１または２記載の車輌のレンジ切換え装置。