JP5447174B2 - 自動変速機の操作機構 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の操作機構に関する。

車両に搭載される自動変速機には、自動変速機の操作レンジを選択するシフトレバー（「セレクトレバー」とも呼ばれる。）の操作に連動して回動するマニュアルシャフトが設けられている。このマニュアルシャフトに係る操作機構の一例が特許文献１に記載されている。

この文献１では、一端から他端まで単一径に形成された１本物のマニュアルシフトが変速機ケースに回転自在に支持されている。変速機ケースから突出したマニュアルシャフトの一端にレバーがナットにてねじ止めされ、このレバーと上記シフトレバーとがリンケージにて連結されている。変速機ケースから突出したマニュアルシャフトの他端にも同じくレバーがナットにてねじ止めされている。この他端のレバーは、同文献１には説明がないが、自動変速機の油圧制御系のマニュアルバルブを操作するレバーと認められる。また、マニュアルシャフトの中間部にはパーキング機構のマニュアルプレート（ディテントプレート）が固定されている。

特開２００９−２３６２０１号公報

上述のマニュアルシャフトの端部にマニュアルバルブの操作レバーをねじ止めする構造では、ナット締付け用工具を挿入して作業するスペースを確保しなければならない。しかも、その締付け時には空回りしないようにマニュアルシャフトを固定する必要があり、作業が煩雑になる。

また、作業スペースを確保ことができるとしても、図６に示すように、マニュアルシャフトａには、バルブ操作レバーｂの回り止めとなる二面幅部（二面取り部）ｃを形成する必要がある。これが別の問題となる。すなわち、通常、マニュアルシャフトａの端部のねじ切りをした後、そのねじ部に二面幅加工を施す。このとき、バリがねじ部の谷を塞いだり、或いは切粉がねじ部の谷に入ったりすることがあり、加工後の後処理に手数がかかる。また、二面幅加工後にねじ切りをすることも考えられるが、ねじ切りによるバリが二面幅部に出やすく、バルブ操作レバーｂの位置決め精度が悪くなる。このため、別途仕上げ加工を要することになる。なお、図６において、ｄはナット、ｅは変速機ケースである。

また、マニュアルシャフトａに二面幅加工を施すと、当該部分が細くなるため強度が低下する。これに対して、バルブ操作レバーの支持強度確保のために、マニュアルシャフト全体を太くすると、軽量化やコスト低減に不利になる。細くても強度の高い材質のものは高価である。熱処理によって二面幅部分の強度を高めることも考えられるが、工数が増えるだけでなく、コスト低減にも不利になる。

そこで、本発明は、以上のような問題を解決する自動変速機の操作機構を提供する。

本発明は、上記問題を解決するために、マニュアルシャフトを１本物にせず、複数のシャフトの連結によってマニュアルシャフトを構成するようにした。

すなわち、ここに開示する自動変速機の操作機構は、変速機ケースに回動自在に支持されていて、シフトレバーに連動するマニュアルシャフトを備え、該マニュアルシャフトの一端部に上記シフトレバーによって操作されるレバー被操作部が設けられ、該マニュアルシャフトの他端部に自動変速機の油圧制御系のマニュアルバルブを操作するバルブ操作部が設けられている。

上記マニュアルシャフトは、上記レバー被操作部が設けられる第１シャフトと、上記バルブ操作部が設けられる第２シャフトとを備え、該第１シャフトと第２シャフトとは同軸に配置され、且つ上記バルブ操作部は上記第２シャフトに固着状態に設けられている。そうして、上記第１シャフトと上記バルブ操作部が固着されてなる第２シャフトとが、直接連結されて、又は中間の第３シャフトを介して連結されて、上記マニュアルシャフトが構成されている。

従って、上記構成によれば、第２シャフトに予めバルブ操作部を固着しておくから、自動変速機の組立において、変速機ケースまわりにバルブ操作部をマニュアルシャフトにねじ止めする作業スペースを確保することや、マニュアルシャフトを空回りしないように固定することは不要になり、その組立性が向上する。そして、マニュアルシャフトにバルブ操作部を固定するためのねじ切り加工や二面幅加工を施す必要もなくなり、工数削減、コスト低減に有利になるとともに、マニュアルシャフトのバルブ操作部を支持する部分の強度確保も容易になり、軽量化及びコスト低減を図ることが容易になる。

好ましい実施形態では、上記変速機ケースの壁に、上記第２シャフトを回転自在に支持するためのシャフト支持孔が設けられており、上記第２シャフトは、上記シャフト支持孔に通されて上記第１シャフトに連結される小径部と、該小径部に続いて上記シャフト支持孔よりも大径になった大径部とを有し、該大径部に上記バルブ操作部が固着されている。そして、上記小径部と大径部との段差部と、該小径部を上記シャフト支持孔に差し込んだときに上記段差部を受ける上記変速機ケースの壁面とが、上記第２シャフトの軸方向位置を決める位置決め手段を構成している。

これは、上記段差部を、第２シャフトの軸方向位置を決める位置決めストッパとする構成である。従って、第２シャフトに別途ストッパを設けることなく、当該位置決めが図れ、第１シャフトと第２シャフトとの連結が容易になるとともに、マニュアルシャフトの軽量化及びコスト低減に有利になる。

また、好ましい実施形態では、上記第１シャフト及び第２シャフトに加えて、中間に配置され両端が開口した中空の第３シャフトを備え、上記第１シャフト及び第２シャフトが上記中空の第３シャフトに両端から嵌合されて上記マニュアルシャフトが構成されている。そして、上記第３シャフトに、パーキングギヤに対するパーキングポールの係合離脱を操作するパーキング操作部が設けられている。

すなわち、パーキングポールのパーキングギヤへの係合時にはパーキング操作部を介して第３シャフトに大きな反力が作用する。従って、マニュアルシャフトの強度確保が求められるところ、第３シャフトを中空にしたから、第１シャフト及び第２シャフトと第３シャフトとの連結が容易になるだけでなく、軽量化と上記強度確保との両立を図ることが容易になる。

この場合、上記第３シャフトに、ディテントスプリングと相俟って上記シフトレバーの操作に節度感を付与するディテントプレートが固着されていることが好ましい。これにより、第３シャフトにパーキング操作部とディテントプレートとを組み付けた状態で、この第３シャフトに第１シャフト及び第２シャフトを連結することができるから、組立性の向上が図れる。しかも、パーキング操作部とディテントプレートとが同じ第３シャフトに設けられているから、パーキングポールの操作と、その際の操作節度感とに感覚的なずれを生ずることが避けられる。

以上のように、本発明によれば、マニュアルシャフトは、シフトレバーに操作されるレバー被操作部が設けられる第１シャフトと、マニュアルバルブを操作するバルブ操作部が設けられる第２シャフトとを備え、この第１シャフトと、上記バルブ操作部が固着されてなる第２シャフトとが直接又は第３シャフトを介して連結されて当該マニュアルシャフトが構成されているから、従来は上記バルブ操作部がネックになって実現が難しかった、自動変速機の組立性の向上、工数削減、強度確保、軽量化、並びにコスト低減を図ることが容易になる。

本発明に係る自動変速機の操作機構の全体構成を示す一部断面にした平面図である。 同操作機構の要部を示す縦断面図である。 同操作機構の平面図である。 （Ａ）は同操作機構のマニュアルシャフトを分解して示す縦断面図、（Ｂ）は同マニュアルシャフトを組み立てて示す縦断面である。 別の実施形態に係るマニュアルシャフトを示す縦断面図である。 （Ａ）は従来のマニュアルシャフトの一部を示す縦断面図、（Ｂ）は底面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示す車両１において、２はエンジン３、自動変速機４等からなるパワープラントが設けられたエンジンルーム、５はシフトレバー６が設けられた車室、７はダッシュパネルである。エンジン３はクランクシャフトを車幅方向に延びる横置きにして車体フレーム８に支持されている。シフトレバー６は、自動変速機４の操作レンジを選択するものであり、シフトレバー６と自動変速機４のアウタレバー（レバー被操作部）９とがコントロールケーブル１１によって結ばれている。操作レンジとしては、「Ｐ」（パーキング）、「Ｒ」（後進）、「Ｎ」（ニュートラル）、「Ｄ」（Ｄレンジ）等があり、ドライバがシフトレバー６を操作して所望のレンジを選択する。図１において、１２は前輪である。

＜マニュアルシャフトの構成＞
図２には上記シフトレバー６の操作に連動して回動するマニュアルシャフト１５が示されている。このマニュアルシャフト１５は、上部の第１シャフト１６と下部の第２シャフト１７とを中間の第３シャフト１８で連結して構成されている。第１シャフト１６の上端には上記アウタレバー９が溶接によって固着されている。第２シャフト１７の下端には、自動変速機４の油圧制御系のマニュアルバルブ（図３に符号１９で示す）を操作するインナレバー（バルブ操作部）２１が溶接によって固着されている。第３シャフト１８には、パーキングギヤ２２に対するパーキングポール２３の係合離脱を操作するパーキング操作部２４が設けられている。

第１シャフト１６は、その上部と下部の径が異なり、上側の大径部１６ａの上端に上記アウタレバー９が固着されている。下側の小径部１６ｂは、自動変速機４の変速機ケース２５の壁に形成された上部シャフト支持孔２６に通され、その下部が変速機ケース２５内に突出している。

具体的に説明すると、上部シャフト支持孔２６は、そのケース外面側から内面側に向かって順に、第１シャフト１６の大径部１６ａをオイルシール２７と共に収容する大径孔、第１シャフト１６の小径部１６ｂをニードルベアリング２８で変速機ケース２５に回転自在に支持する中径孔、並びに小径孔が形成されてなる。第１シャフト１６の小径部１６ｂには、ワッシャ２９が嵌められている。上部シャフト支持孔２６の大径孔と中径孔との段部は、第１シャフト１６の小径部１６ｂを上部シャフト支持孔２６に差し込んだときに、ワッシャ２９を介して大径部１６ａを受けるストッパ面になっている。これにより、第１シャフト１６の軸方向位置が決まるようになっている。

換言すれば、第１シャフト１６の大径部１６ａと小径部１６ｂとの段差部と、該小径部１６ｂを上部シャフト支持孔２６に差し込んだときに段差部（大径部１６ａ）を受ける、変速機ケース２５の壁に形成された受け面（ストッパ面）とが、上記第１シャフト１６の軸方向位置を決める位置決め手段を構成している。

第２シャフト１７は、その上部と下部の径が異なり、下部の大径部１７ａの下端に上記インナレバー２１が固着されている。上側の小径部１７ｂは、変速機ケース２５の壁に形成された下部シャフト支持孔３１に通され、その上部が変速機ケース２５内に突出している。第２シャフト１７は下部シャフト支持孔３１において変速機ケース２５に回転自在に支持されている。

変速機ケース２５における下部シャフト支持孔３１まわりの外壁面は、第２シャフト１７の小径部１７ｂを下部シャフト支持孔３１に差し込んだときに、大径部１７ａを受けるストッパ面になっている。これにより、第２シャフト１７の軸方向位置が決まるようになっている。

換言すれば、第２シャフト１７の大径部１７ａと小径部１７ｂとの段差部と、該小径部１７ｂを下部シャフト支持孔３１に差し込んだときに段差部（大径部１７ａ）受ける、変速機ケース２５の外壁面（ストッパ面）とが、上記第２シャフト１７の軸方向位置を決める位置決め手段を構成している。

第１シャフト１６及び第２シャフト１７は中実シャフトであるが、第３シャフト１８は、両端が開口した中空シャフトである。第３シャフト１８の上部に第１シャフト１６の小径部１６ｂが差し込まれ、両シャフト１６，１８がスプリングピン３２によって連結されている。第３シャフト１８の下部に第２ャフト１７の小径部１７ｂが差し込まれ、両シャフト１７，１８がスプリングピン３２によって連結されている。

図４（Ａ）に示すように、第３シャフト１８は、第１シャフト１６及び第２シャフト１７各々の小径部１６ｂ，１７ｂが差し込まれる上部及び下部のシャフト挿入孔１８ａ，１８ｂの内径よりも、中間部１８ｃの内径の方が大きくなっている。つまり、第３シャフト１８の内面においては、シャフト挿入孔１８ａ，１８ｂと中間部１８ｃとの境界に段部１８ｄが形成されている。この段部１８ｄは、第１及び第２のシャフト１６，１７各々の小径部１６ｂ，１７ｂを第３シャフト１８のシャフト挿入部１８ａ，１８ｂに挿入したときの、シャフト同士の軸方向における相対位置を決める位置決めストッパになっている。

従って、第１及び第２のシャフト１６，１７各々の小径部１６ｂ，１７ｂを第３シャフト１８のシャフト挿入孔１８ａ，１８ｂに、段部１８ｄに当たるまで挿入すると、互いのスプリングピン孔１６ｃ，１８ｅの位置、並びにスプリングピン孔１７ｃ，１８ｆの位置は高さが同じになる。

また、第３シャフト１８の上部１８ｇにディテントプレート３５が嵌められて溶接により固着されている。第３シャフト１８の上部１８ｇに続く下部の外径は、ディテントプレート３５の嵌合孔の内径よりも大きくなっている。従って、ディテントプレート３５を上部１８ｇに嵌めて下方へずらしていくと、外径が大きくなった下部の上端で受け止められ、これにより、ディテントプレート３５の軸方向位置が決まる。

＜マニュアルシャフトの組立＞
図４（Ａ）に示すように、予め、第１シャフト１６にはアウタレバー９を、第２シャフト１７にはインナレバー２１を、また、第３シャフト１８にはディテントプレート３５を、それぞれ固着しておく。

そして、第３シャフト１８を変速機ケース２５内に入れる。第３シャフト１８に第１シャフト１６を連結する場合は、該第１シャフト１６の小径部１６ｂを、変速機ケース２５の上部シャフト支持孔２６に外側から通し、さらに第３シャフト１８の上部シフト挿入孔１８ａに差し込んで、段部１８ｄに当てる。これにより、第１シャフト１６及び第３シャフト１８各々のスプリングピン孔１６ｃ，１８ｅの位置は高さが同じになる。よって、シャフト同士を相対的に回転させるだけで、スプリングピン孔１６ｃ，１８ｅ同士が合致することになり、スプリングピン３２の差し込み作業が容易になる。このスプリングピン３２の差し込みにより、第１シャフト１６と第３シャフト１８との連結が済む（図４（Ｂ）参照）。

図４（Ａ）では変速機ケース２５の上部シャフト支持孔２６を簡略化して描いているが、上部シャフト支持孔２６に予めニードルベアリング２８、ワッシャ２９及びオイルシール２７を組み付けた状態で、第１シャフト１６を差し込み組み付ける。第１シャフト１６の大径部１６ａを、ワッシャ２９を介して上部シャフト支持孔２６の段部に支持させると、第１シャフト１６の変速機ケース２５での軸方向位置が定まる。

第３シャフト１８に第２シャフト１７を連結する場合は、該第２シャフト１７の小径部１７ｂを、変速機ケース２５の下部シャフト支持孔３１に外側から通し、さらに第３シャフト１８の下部シフト挿入孔１８ｂに差し込んで、段部１８ｄに当てる。これにより、第２シャフト１７及び第３シャフト１８各々のスプリングピン孔１７ｃ，１８ｆの位置は高さが同じになる。よって、シャフト同士を相対的に回転させるだけで、スプリングピン孔１７ｃ，１８ｆ同士が合致することになり、スプリングピン３２の差し込み作業が容易になる。このスプリングピン３２の差し込みにより、第２シャフト１７と第３シャフト１８との連結が済む（図４（Ｂ）参照）。

また、第２シャフト１７をその大径部１７ａが変速機ケース２５の外壁面に当たる状態にすると、該第２シャフト１７の変速機ケース２５での軸方向位置が定まる。従って、仮に第３シャフト１８の内周面の段部１８ｄがストッパにならない不具合があっても、スプリングピン３２の差し込み、並びに第２シャフト１７の位置決めには支障がない。

そうして、上述の如く第２シャフト１７に予めインナレバー（バルブ操作部）２１を固着しておくから、自動変速機４の組立において、変速機ケース２５まわりにインナレバー２１をマニュアルシャフトにねじ止めする作業スペースを確保することや、マニュアルシャフトを空回りしないように固定することは不要になる。もちろん、マニュアルシャフトにねじ切り加工や二面幅加工を施す必要もない。

なお、第２シャフト１７を先に第３シャフト１８に連結し、後から第１シャフト１６を第３シャフト１８に連結することもできる。

＜ディテント機構及びパーキング操作部＞
次にディテント機構について説明する。第３シャフト１８に固着されたディテントプレート３５は、図３に示すように、扇状のものであって、その先端側の周面にレンジ位置に対応した数の凹部３５ａを有し、これら凹部３５ａにディテントスプリング３６で係合方向に付勢されたローラ３７が選択的に係合するようになっている。

すなわち、ディテントスプリング３６は、板バネよりなり、変速機ケース２５に固定されたディテントブラケット３８に一端が固定され、その他端にローラ３７が支持されている。シフトレバー６によるレンジ選択に伴ってマニュアルシャフト１５と共にディテントプレート３５が回動し、ローラ３７が係合する凹部３５ａが切り替わる。ローラ３７がディテントスプリング３６によって係合方向に付勢されているため、シフトレバー６の操作に節度感が得られるものである。

次にパーキング操作部２４について説明する。図２に示すように、パーキングギア２２は、遊星歯車機構を含む自動変速機４の第２の動力伝達軸であるセカンダリ軸４１に組み込まれている。一方、パーキングポール２３は、その一端が変速機ケース２５にピン４２で回動するように支持され、他端にパーキングカム４３が係合する係合部が設けられ、中間にパーキングギヤ２２に係合するポール（爪）２３ａが設けられている。パーキングポール２３は、パーキングギヤ２２に対するポール２３ａの係合が外れる方向に、スプリング４４，４５によって付勢されている。

パーキングカム４３は、スプリング４４，４５の付勢に抗してパーキングポール２３をポール２３ａがパーキングギヤ２２に係合するように回動させるものであり、パーキングロッド４６に設けられている。すなわち、パーキングロッド４６は、その一端がディテントプレート３５に固定されており、このパーキングロッド４６の他端に、パーキングカム４３が緩衝用スプリング４７にてロッド長手方向へ変位が許容されるように設けられている。また、変速機ケース２５には、パーキングカム４３の移動を案内するガイド４８が設けられている。このガイド４８の案内により、パーキングカム４３はパーキングポール２３を係合方向に回動させるようになっている。

なお、図２及び図３において、符号４９はパーキングポール２３の反係合方向への回動角度を規制するストッパである。

パーキング操作部２４の作動を説明する。シフトレバー６がＰレンジに操作されると、それに伴ってマニュアルシャフト１５と共にディテントプレート３５が回動する。これにより、ディテントプレート３５に固定されたパーキングロッド４６がパーキングポール２３側に前進するとともに、ディテントスプリング３６の先端のローラ３７がディテントプレート３５のＰレンジの凹部３５ａに係合する。

上記パーキングロッド４６の前進に伴って、パーキングカム４３が、ガイド４８に案内されて、スプリング４４，４５の付勢に抗して、パーキングポール２３をパーキングギヤ２２に係合するように回動させる。そして、ポール２３ａのパーキングギア２２への係合によってパーキングギア２２がロックされる。これにより、セカンダリ軸４１からデファレンシャル軸５１への回転力の伝達が禁止される。同図において、符号５２は、自動変速機４の第１の動力伝達軸であるプライマリ軸を示し、プライマリ軸５２はエンジン３のクランクシャフトと同軸に配置されている。

そうして、パーキングポール２３のパーキングギヤ２２への係合時には、パーキングカム４３、パーキングロッド４６及びディテントプレート３５を介して、第３シャフト１８に大きな反力が作用する。これに対して、上記実施形態では、第３シャフト１８を中空にしたから、第１シャフト１６及び第２シャフト１７との連結が容易になるだけでなく、マニュアルシャフト１５の軽量化と強度確保との両立を図ることができる。

また、パーキング操作部２４とディテントプレート３５とが同じ第３シャフト１８に設けられているから、パーキングポール２３の操作と、その際の節度感とに感覚的なずれを生ずることが避けられる。さらに、ディテントプレート３５を第３シャフト１８に設けたから、特に第１シャフト１６に近い第３シャフト１８の上部に設けたから、アウタレバー９（シフトレバー６の操作力の入力部）とディテントプレート３５（パーキング操作部２４に対する出力部）とが接近する。このため、アウタレバー９からパーキング操作部２４への操作力の伝達性が良くなる（シャフトの捩れが問題にならない）。よって、マニュアルシャフト１５の軽量化を図りながら、必要強度を確保する上で有利になる。

＜別の実施形態＞
図５はマニュアルシャフト１５に関する別の実施形態を示す。先の実施形態では第３シャフト１８を中空シャフトにした。これに対して、本実施形態では、第３シャフト１８を中実シャフトとし、その両端部に第１シャフト１６及び第２シャフト１７に対するシャフト挿入孔１８ａ，１８ｂを設けている。他の構成は先の実施形態と同じである。本実施形態においても、先の実施形態と同様の作用効果が得られる。

１ 車両
３ エンジン
４ 自動変速機
６ シフトレバー
９ アウタレバー（レバー被操作部）
１５ マニュアルシャフト
１６ 第１シャフト
１７ 第２シャフト
１８ 第３シャフト
２１ インナレバー（バルブ操作部）
２２ パーキングギヤ
２３ パーキングポール
２４ パーキング操作部
２５ 変速機ケース
１７ａ 大径部
１７ｂ 小径部
３１ シャフト支持孔
３５ ディテントプレート
３６ ディテントスプリング

Claims (4)

1. 自動変速機の変速機ケースに回動自在に支持されていて、シフトレバーに連動するマニュアルシャフトを備え、該マニュアルシャフトの一端部に上記シフトレバーによって操作されるレバー被操作部が設けられ、該マニュアルシャフトの他端部に自動変速機の油圧制御系のマニュアルバルブを操作するバルブ操作部が設けられている自動変速機の操作機構であって、
   上記マニュアルシャフトは、上記レバー被操作部が設けられる第１シャフトと、上記バルブ操作部が設けられる第２シャフトとを備え、該第１シャフトと第２シャフトとは同軸に配置され、且つ上記バルブ操作部は上記第２シャフトに固着状態に設けられていて、
   上記第１シャフトと、上記バルブ操作部が固着されてなる第２シャフトとが、直接連結されて、又は中間の第３シャフトを介して連結されて、上記マニュアルシャフトが構成されていることを特徴とする自動変速機の操作機構。
2. 請求項１において、
   上記変速機ケースの壁に、上記第２シャフトを回転自在に支持するためのシャフト支持孔が設けられており、
   上記第２シャフトは、上記シャフト支持孔に通されて上記第１シャフトに連結される小径部と、該小径部に続いて上記シャフト支持孔よりも大径になった大径部とを有し、該大径部に上記バルブ操作部が固着されており、
   上記小径部と大径部との段差部と、該小径部を上記シャフト支持孔に差し込んだときに当該段差部を受ける上記変速機ケースの壁面とが、上記第２シャフトの軸方向位置を決める位置決め手段を構成していることを特徴とする自動変速機の操作機構。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記第１シャフト及び第２シャフトに加えて上記中間の第３シャフトを備え、
   上記第３シャフトは両端が開口した中空状に形成されていて、上記第１シャフト及び第２シャフトが上記中空の第３シャフトに両端から嵌合されて上記マニュアルシャフトが構成されており、
   上記第３シャフトに、パーキングギヤに対するパーキングポールの係合離脱を操作するパーキング操作部が設けられていることを特徴とする自動変速機の操作機構。
4. 請求項３において、
   上記第３シャフトに、ディテントスプリングと相俟って上記シフトレバーの操作に節度感を付与するディテントプレートが固着されていることを特徴とする自動変速機の操作機構。

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