JP5943955B2 - レンジ切り替え装置 - Google Patents
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Description
この特許文献1に示されるレンジ切り替え装置では、外郭部材の外部に電子制御ユニットが配置され、レンジ切り替え装置のハウジング本体には径外方向へ突設するコネクタが設けられており、電子制御ユニットからの配線を収容するコネクタをハウジング本体のコネクタに結合することにより、レンジ切り替え装置が電子制御ユニットに電気的に接続されるように構成されている。
また、レンジ切り替え装置と、レンジ切り替え装置の駆動を制御する電子制御ユニットとが別れて存在することから、トランスミッション周りでのレイアウト上の制約が増し、取り付けが困難であるといった問題もあった。
さらに、モータによって発生するトルクをシフトレンジ切り替えに必要なトルクまで増大させるため、サイクロイド減速機を用いており、構成部品、及び組み付け時に非常に高い精度が要求されることから、部品製作や組み付け等における製造が非常に困難であるといった問題も生じていた。
また、各構成部品や組み付け時に高い精度を必要とすることなく、非常に簡素な構成でシフトレンジ切り替えに必要なトルクまで増大させることを可能とするレンジ切り替え装置を提供することを目的とする。
また、減速機構を簡素な遊星歯車減速機構と平歯車減速機構によって構成することにより、各構成部品及び組立時に高い精度を必要とすることなく大きい減速比を得ることが可能となる。
以下、この発明を実施の形態1である図1〜図6を参照して説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一あるいは相当部分を示すものとする。
さらに、バルブボディ5に固定されたディテントスプリング9が板バネとして作用し、その先端を凹部7aに押圧することによってディテントプレート7を位置決め保持するように構成されている。
図2は、この発明の実施の形態1のレンジ切り替え装置の外観を示す平面図、図3は、この発明の実施の形態1のレンジ切り替え装置を一部断面で示す平面図、図4は、図3におけるA-A線に沿った断面図、図5は、この発明の実施の形態1に係るレンジ切り替え装置における遊星歯車減速機構の構成を示す概要図である。
図において、レンジ切り替え装置2は、シフトレバーからのシフト信号に基づいて制御信号を発生させる制御基板14と、制御基板14からの制御信号に基づいて制御されるモータ15と、モータ15に連結された減速機構16と、減速機構16に連結されシフトシャフト6を回転させることによってシフトレンジの切り替えを行うレンジ切り替え部17とを備えている。
なお、小歯車27と一体に形成されたキャリア26は、遊星歯車側に延出したモータシャフト22の外周に設けられたメタルベアリング29を介してモータシャフト22上で回転可能に摺接して支承されている。また、内歯車25は、樹脂で構成されており、図5に
示すように内歯車25の半周において一体に成型されるとともに、反対側がレンジ切り替え部17の出力軸18側に延長された防塵壁25aを有しており、この防塵壁25aは、減速機構16と制御基板14とを隔てるように配置されている。
なお、ロータ30は、モータシャフト22と磁石32とが一体に成形されて構成され、モータシャフト22は、第一の転がり軸受33と第二の転がり軸受34によってリアボディ36に回転可能に支承されている。また、ステータ31は、プレート35とともにリアボディ36に一体に成形されて構成されている。なお、リアボディ36は、フロントボディ19とともにレンジ切り替え装置2のハウジングを構成し、レンジ切り替え部17の出力軸18とモータシャフト22の軸中心は、離間して配置され、小歯車27と大歯車28の配置を可能としている。
すなわち、レンジ切り替え位置検出センサ37は、制御基板14上の出力軸18の軸上で、出力軸18内に埋設された磁石39に対向する位置に配置され、磁束方位検出型の磁気センサからなり、出力軸18の回転に伴う磁石39の磁束変化により回転位置を検出するものである。
一方、モータ位置検出センサ38は、制御基板14上のロータ30に対向する位置に配置された非接触のホールセンサからなり、ロータ30の磁石32による磁界を検出して制御することにより、モータ15を脱調させることなく回転運動を行わせることができる。なお、磁石32の軸方向寸法は、ステータコア40の軸方向寸法より長く、モータ位置検出センサ38側に突出する形で配置される。
さらに、制御基板14は、出力軸18とモータ15とに対向するとともにレンジ切り替え装置2の内部に一体に配置され、レンジ切り替え位置検出センサ37とモータ位置検出センサ38とを搭載するとともに、コイル41の各相の両端を直結しているため、配線部材は、制御基板とコネクタとを結ぶ短い配線部材のみとなり、配線部材の複雑な配置を要することなく構成でき、レンジ切り替え装置2の各構成部品の配置が複雑化することを抑制できる。
また、外部に電子制御ユニットを設ける必要がなくなることから、装置全体が小型化するとともに、トランスミッション周りでの取り付けを容易に実現することが可能となる。
ことができ、安定して歯車同士が噛み合うようにすることができる。
また、本発明のレンジ切り替え装置は、車両用のシフトレンジ切り替え機構に限定されるものではなく、車両用のバルブ装置の駆動部あるいは産業用ロボットや工作機械の駆動部として用いることができる。
4:パーキング機構、5:バルブボディ、6:シフトシャフト、
7:ディテントプレート、8:スプール弁、9:ディテントスプリング、
10:パーキングロッド、11:円錐部、12:パーキングポール、
13:パーキングギヤ、14:制御基板、15:モータ、16:減速機構、
17:レンジ切り替え部、18:出力軸、19:フロントボディ、
20:メタルベアリング、21:シール部材、22:モータシャフト、
23:太陽歯車、24:遊星歯車、25:内歯車、26:キャリア、
27:小歯車、28:大歯車、29:メタルベアリング、30:ロータ、
31:ステータ、32:磁石、33:第一の転がり軸受、34:第二の転がり軸受、
35:プレート、36:リアボディ、37:レンジ切り替え位置検出センサ、
38:モータ位置検出センサ、39:磁石、40:ステータコア、41:コイル。
Claims (4)
- フロントボディおよびリアボディからなるハウジング内に回動可能に支持された出力軸を有し、前記出力軸の回動位置に応じた複数のレンジに切り替え可能なレンジ切り替え部と、前記ハウジング内に取り付けられ、前記出力軸の軸中心と離間させてモータシャフトが配置されたモータと、このモータおよび前記出力軸に連結された減速機構と、前記ハウジング内に取り付けられ、前記モータの回転を制御する電子制御ユニットを有する制御基板とを備え、
前記減速機構は、前記モータシャフトに結合された太陽歯車と、この太陽歯車に噛み合い円周上に均等に配置された複数の遊星歯車と、前記ハウジングに取付けられ、前記遊星歯車に噛み合う内歯車と、前記遊星歯車を自転および公転可能に支持するキャリアとからなる遊星歯車機構と、前記キャリアの反遊星歯車側に結合された小歯車と、前記レンジ切り替え部の前記出力軸に固定され、前記小歯車に連結された大歯車とからなる平歯車減速機構とを有し、
前記制御基板は、前記出力軸と前記モータとに挟まれて配置され、前記出力軸の回転位置を検出するレンジ切り替え位置検出センサと、前記モータの回転位置を検出するモータ位置検出センサとを有し、
前記平歯車減速機構の小歯車が、前記減速機構側に延出した前記モータシャフトの外周に配置された軸受を介して、前記モータシャフト上で回転可能に摺接して支承されていることを特徴とするレンジ切り替え装置。 - 前記モータの回転子に埋設された磁石を有し、この磁石の軸方向寸法が前記モータのステータコアの軸方向寸法に対し長く、かつ前記モータ位置検出センサ側に突出して前記モータ位置検出センサに対向して配置されたことを特徴とする請求項1記載のレンジ切り替え装置。
- 前記モータの固定子に巻回されるU相、V相、W相の各コイルの両端が、前記制御基板に直結してなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレンジ切り替え装置。
- 前記減速機構の内歯車の一端を前記レンジ切り替え部の前記出力軸側に延長して構成された隔壁を有し、前記制御基板を前記減速機構と隔てるようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレンジ切り替え装置。
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