JP6460933B2

JP6460933B2 - 車両用手動シフト装置

Info

Publication number: JP6460933B2
Application number: JP2015142514A
Authority: JP
Inventors: 浩文藤田; 草本　大輔; 大輔草本; 亮平今西
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: JP2017025952A

Description

本発明は、シフトレバーの移動操作に従ってパーキングロック機構を機械的に作動させる車両用手動シフト装置に関するものである。

(a) フードに覆われた車両前部のエンジンルーム（エンジンコンパートメントともいう）内にそれぞれ車両幅方向に沿って配置された第１軸および第２軸を備えているとともに、その第２軸はその第１軸に対して車両後方側へ離間して配置されており、バルブボデーに設けられた切換弁によって油路が切り換えられることにより複数の動力伝達状態が成立させられる変速機構と、(b) 前記第２軸の回転を機械的に阻止するパーキングロック機構と、(c) 複数の操作位置へ移動操作されるシフトレバーと、(d) 変速機ケースの外側上方に配置されたアウタレバーを介して前記シフトレバーに機械的に連結されるとともに、その変速機ケースの内部に配設された前記パーキングロック機構に機械的に連結されており、そのシフトレバーが所定の操作位置へ移動操作されることによりそのパーキングロック機構を作動させるマニュアルシャフトと、を有する車両用手動シフト装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、バルブボデーにはマニュアルバルブが設けられているとともに、そのマニュアルバルブはマニュアルシャフトに機械的に連結されており、シフトレバーが所定の操作位置へ移動操作されることにより作動させられて油路を切り換えるようになっている。また、マニュアルバルブを含む複数の切換弁が設けられたバルブボデーが、変速機構の下側に配置されており、バルブボデーの最前端に設けられたマニュアルバルブの上方位置にマニュアルシャフトが配設されている。

特開２００８−１４４８６７号公報

しかしながら、エンジンルームの高さ方向のサイズを小さくして低フード化を図るために、バルブボデーを変速機構よりも車両前側部分に配置した場合、そのバルブボデーの上方部分にマニュアルシャフトやアウタレバーが配設されると、エンジンルームの車両前側部分の高さ寸法を低くすることが困難で、必ずしも十分に低フード化することができないという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バルブボデーを変速機構よりも車両前側に配置することにより、アウタレバーの存在に拘らず適切に低フード化できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) フードに覆われた車両前部のエンジンルーム内にそれぞれ車両幅方向に沿って配置された第１軸および第２軸を備えているとともに、その第２軸はその第１軸に対して車両後方側へ離間して配置されており、バルブボデーに設けられたマニュアルバルブによって油路が切り換えられることにより複数の動力伝達状態が成立させられる変速機構と、(b) 前記第２軸の回転を機械的に阻止するパーキングロック機構と、(c) 複数の操作位置へ移動操作されるシフトレバーと、(d) 変速機ケースの外側上方に配置されたアウタレバーを介して前記シフトレバーに機械的に連結されるとともに、その変速機ケースの内部に配設された前記バルブボデーのマニュアルバルブおよび前記パーキングロック機構に機械的に連結されており、そのシフトレバーが所定の操作位置へ移動操作されることによりそのマニュアルバルブおよびパーキングロック機構をそれぞれ作動させるマニュアルシャフトと、を有する車両用手動シフト装置において、(e) 前記バルブボデーが前記変速機構の前記第１軸よりも車両前側に配置されている一方、(f) 前記マニュアルシャフトは、平面視において前記第１軸と前記第２軸との間に位置する部分に設けられており、(g) 前記第１軸の上方位置に車両前後方向に配置された連動機構を介して前記マニュアルシャフトと前記マニュアルバルブとが機械的に連結されていることを特徴とする。

このような車両用手動シフト装置においては、バルブボデーが変速機構の車両前側部分に配置されているため、その分だけ変速機構を低位置に配置して変速機ケースの高さ寸法を低減できる一方、アウタレバーを介してシフトレバーに機械的に連結されてマニュアルバルブおよびパーキングロック機構を作動させるマニュアルシャフトは、平面視において第１軸と第２軸との間に位置する部分に設けられているため、バルブボデーが配置されたエンジンルームの車両前側部分の高さ寸法が低減されて、適切に低フード化することができる。第１軸と第２軸との間の部分にアウタレバーが配設されるため、その部分の低フード化が制約されるが、空気抵抗や意匠的観点からフードは車両前側程低くすることが望ましいため、車両前側部分の高さ寸法を低減できることで適切に低フード化できる。

本発明の一実施例である車両用手動シフト装置を備えている変速機ユニットの概略側面図である。図１の変速機ユニットに設けられた車両用手動シフト装置の要部を説明する平面図である。図２における III− III矢視部分の断面図で、複数の部材を分離して示した図である。車両用手動シフト装置の連動機構の別の例を説明する平面図である。車両用手動シフト装置の連動機構の更に別の例を説明する平面図である。図１の変速機ユニットの変速機構の具体例を説明する骨子図である。図６の変速機構に設けられたパーキングロック機構を説明する概略図である。

本発明は、燃料の燃焼によって動力を発生するエンジンを動力源として備えているエンジン駆動車両や、電動モータによって駆動される電気自動車、或いは複数の動力源を備えているハイブリッド車両など、種々の車両に適用され得る。エンジンルームは、変速機構や本発明の手動シフト装置が配設される車両前部の区画領域で、通常は変速機構と共にエンジン等の動力源が配置される。

変速機構は、例えば遊星歯車式等の有段変速機や減速歯車装置、或いはベルト式等の無段変速機と前後進切換装置とを組み合わせたものなど、種々の態様が可能である。この変速機構は、油圧式クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合装置を備えており、例えばシフトレバーの操作位置に応じてマニュアルバルブによって油路が切り換えられることにより、動力伝達遮断状態、後進駆動状態、および前進駆動状態等の複数の動力伝達状態に切り換えられる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された変速機ユニット１０の概略右側面図で、この変速機ユニット１０は、開閉可能なフード１２で覆われた車両前部のエンジンルーム１４内に配設されており、図の右方向が車両前側である。この変速機ユニット１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両用のもので、例えば図６に示すような変速機構を備えている。図６は、変速機ユニット１０を含む車両用駆動装置１００の全体を説明する骨子図で、変速機ユニット１０は、変速機構として遊星歯車式変速機１０２および減速歯車装置１０４を備えており、遊星歯車式変速機１０２の入力軸１０６には、走行用動力源としての内燃機関等のエンジン１１０からトルクコンバータ１１２を介して駆動力が伝達される。

遊星歯車式変速機１０２は、複数の遊星歯車装置と油圧式のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２（以下、単にクラッチＣ、ブレーキＢという）、および一方向クラッチＦ１を備えて構成されており、そのクラッチＣおよびブレーキＢの係合解放状態が切り換えられることにより、例えば前進８段および後進２段のギヤ段が成立させられ、それ等のギヤ段の変速比に応じて入力軸１０６の回転を変速して出力歯車１１４から出力する。また、それ等のクラッチＣおよびブレーキＢが全部解放されることにより、動力伝達を遮断するニュートラルを成立させることができる。前進８段の各ギヤ段は何れも前進駆動の動力伝達状態で、後進２段の各ギヤ段は後進駆動の動力伝達状態であり、ニュートラルは動力伝達を遮断する動力伝達状態である。エンジン１１０、トルクコンバータ１１２、遊星歯車式変速機１０２は、車両幅方向と略平行な共通の第１軸線Ｓ１上に配設されており、入力軸１０６が第１軸に相当する。

減速歯車装置１０４は、入力軸１０６と平行に設けられた中間軸１２０に一対の大歯車１２２および小歯車１２４が設けられたもので、前記出力歯車１１４から大歯車１２２に駆動力が伝達される。小歯車１２４は、リングギヤ１２６を介して差動歯車装置１３２に連結されており、その差動歯車装置１３２から一対の車軸１３４を経て左右の駆動輪１３６に駆動力が伝達される。中間軸１２０は、前記第１軸線Ｓ１と平行で且つその第１軸線Ｓ１よりも車両後方側に離間して定められた第２軸線Ｓ２上に配設されており（図１参照）、中間軸１２０が第２軸に相当する。差動歯車装置１３２は、図１に示されるように第２軸線Ｓ２よりも更に車両後方側の下方位置に定められた第３軸線Ｓ３上に配設されている。

変速機ユニット１０はまた、図６に一点鎖線で示す油圧制御回路１４０を備えており、エンジン１１０によって回転駆動される機械式のオイルポンプ１４２によって発生させられた油圧が、バルブボデー１４４を経て遊星歯車式変速機１０２のクラッチＣ、ブレーキＢやトルクコンバータ１１２などに供給されるようになっている。バルブボデー１４４は、電磁式の切換弁や油圧制御弁等の複数のバルブが組み込まれたもので、図１に示されるように、変速機ユニット１０の前端部、すなわち前記第１軸線Ｓ１よりも車両前側に車両幅方向に沿って縦置き（車両上下方向に立てた状態）で配置されている。バルブボデー１４４の上端部には、スプール式のマニュアルバルブ１４６が車両幅方向に沿って略水平に設けられているとともに、運転席の近傍に配設されたシフトレバー１６に機械的に連結されている。そして、そのシフトレバー１６の移動操作に従って軸方向へ移動させられ、操作位置に応じて油路が機械的に切り換えられることにより、前記前進ギヤ段を成立可能にするＤレンジ油圧を出力する状態、前記後進ギヤ段を成立可能にするＲレンジ油圧を出力する状態、およびその何れの油圧も出力しない油圧停止状態になる。このマニュアルバルブ１４６も切換弁の一種である。

シフトレバー１６は、複数の操作位置として駐車用の「Ｐ」位置、後進走行用の「Ｒ」位置、動力伝達を遮断する「Ｎ」位置、前進走行用の「Ｄ」位置へ、略水平な回動軸まわりに移動操作されるようになっており、「Ｐ」位置または「Ｎ」位置へ移動操作されると、前記油圧停止状態になるようにマニュアルバルブ１４６によって油路が切り換えられる。これにより、クラッチＣおよびブレーキＢが総て解放され、遊星歯車式変速機１０２がニュートラルになる。シフトレバー１６が「Ｒ」位置へ移動操作されると、前記Ｒレンジ油圧を出力するようにマニュアルバルブ１４６によって油路が切り換えられる。これにより、後進２段のギヤ段を成立させることが可能となり、図示しないコントローラにより電磁切換弁を介してクラッチＣおよびブレーキＢの係合解放状態が切り換えられることにより、後進２段の何れかのギヤ段が成立させられる。シフトレバー１６が「Ｄ」位置へ移動操作されると、前記Ｄレンジ油圧を出力するようにマニュアルバルブ１４６によって油路が切り換えられる。これにより、前進８段のギヤ段を成立させることが可能となり、図示しないコントローラにより電磁切換弁を介してクラッチＣおよびブレーキＢの係合解放状態が切り換えられることにより、前進８段の何れかのギヤ段が成立させられる。

上記シフトレバー１６にはまた、図７に示すパーキングロック機構１５０のパーキングロッド１５２が機械的に連結されており、シフトレバー１６が「Ｐ」位置へ移動操作されると、減速歯車装置１０４の中間軸１２０が回転不能にロックされるようになっている。パーキングロック機構１５０は、中間軸１２０に配設されたパーキングロックギヤ１５４と、そのパーキングロックギヤ１５４に噛み合わされるパーキングロックポール１５６とを備えており、シフトレバー１６の移動操作に伴って機械的にパーキングロッド１５２が軸方向へ移動させられると、そのパーキングロッド１５２に配設された截頭円錐形状のカム１５８によりパーキングロックポール１５６がパーキングロックギヤ１５４側へ押圧されて噛み合わされる。カム１５８は、パーキングスリーブ１６０を介して軸方向へ移動可能にパーキングロッド１５２に配設されている。パーキングロックポール１５６は、第２軸線Ｓ２と略平行な支持軸１６２まわりに回動可能に、パーキングロックギヤ１５４の車両上方側に配設されており、パーキングロッド１５２は、そのパーキングロックポール１５６の上側に車両幅方向に沿って略水平に配設されている。

図２は、シフトレバー１６の移動操作に従って前記マニュアルバルブ１４６およびパーキングロッド１５２をそれぞれ機械的に軸方向へ移動させる車両用手動シフト装置２０の要部を説明する平面図である。この車両用手動シフト装置２０は、車両上下方向に沿って配設されたマニュアルシャフト２２を備えている。マニュアルシャフト２２は、自身の軸心Ｏ１まわりに回動可能に変速機ケース２４（図１参照）によって支持されているとともに、上端部は変速機ケース２４の外側上方へ突き出しており、その突出部分にアウタレバー２６が取り付けられている。アウタレバー２６は、ケーブルやリンク等の連結装置２８を介してシフトレバー１６に連結されており、マニュアルシャフト２２は、連結装置２８を介してシフトレバー１６の移動操作に従って図２に矢印Ｒ１で示すように軸心Ｏ１まわりに回動させられる。マニュアルバルブ１４６およびパーキングロッド１５２は、前記遊星歯車式変速機１０２、減速歯車装置１０４などと共に変速機ケース２４の内部に配設されており、マニュアルシャフト２２を介してシフトレバー１６の移動操作に連動して作動させられる。図２は、変速機ケース２４の内部に配設された部分の平面図である。

マニュアルシャフト２２は、図１から明らかなように、車両上方から見た平面視において前記第１軸線Ｓ１と第２軸線Ｓ２との間に位置する部分、すなわち前記パーキングロック機構１５０が配設された部分の近傍に配設されており、前記パーキングロッド１５２は、マニュアルシャフト２２に相対回転不能に取り付けられたディテントプレート３０に連結されている。パーキングロッド１５２の軸方向の一端部には、車両下方側へ略９０°曲げられた連結部３２が設けられているとともに、その連結部３２はディテントプレート３０に相対回動可能に連結されており、マニュアルシャフト２２と共にディテントプレート３０が軸心Ｏ１まわりに回動させられると、パーキングロッド１５２は矢印Ａで示すように軸方向、すなわち車両幅方向へ直線的に往復移動させられ、シフトレバー１６の操作位置に応じて前記パーキングロック機構１５０が作動させられる。ディテントプレート３０は、軸心Ｏ１に対して略直角になる姿勢でマニュアルシャフト２２に固定されているとともに、シフトレバー１６の「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の各操作位置に対応して凹所が設けられており、その凹所にばね板等から成る節度部材３４が係合させられることにより、マニュアルシャフト２２と共に「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の各操作位置に対応した回動位置にばね力によって位置決めされる。

ディテントプレート３０はまた、連動機構３６を介してマニュアルバルブ１４６に連結されている。連動機構３６は、前記第１軸線Ｓ１の上方位置に車両前後方向に沿って配設された揺動レバー３８と、その揺動レバー３８を矢印Ｒ２で示すように揺動可能に支持する支持部材４０とを備えている。図３は、図２における III− III矢視部分の断面図で、揺動レバー３８と支持部材４０とを分離して示した図であり、変速機ケース２４に固設される支持部材４０には前記軸心Ｏ１と略平行に支持ピン４２が設けられており、揺動レバー３８は、その中間位置に設けられた円筒形状のボス４４を介して、支持ピン４２の軸心である支持軸心Ｏ２まわりに揺動可能に支持されている。揺動レバー３８の一端部には長孔４６が設けられている一方、ディテントプレート３０には軸心Ｏ１と略平行に連結ピン４８が立設されており、その連結ピン４８が長孔４６内を挿通させられている。これにより、ディテントプレート３０がマニュアルシャフト２２と共に矢印Ｒ１で示すように軸心Ｏ１まわりに回動させられると、揺動レバー３８は矢印Ｒ２で示すように支持軸心Ｏ２まわりに揺動させられる。揺動レバー３８の他端部には支持軸心Ｏ２と略平行に係合ピン５０が立設されて、マニュアルバルブ１４６に設けられた環状の係合溝５２と係合させられており、揺動レバー３８が矢印Ｒ２で示すように揺動させられると、マニュアルバルブ１４６は矢印Ｂで示すように軸方向、すなわち車両幅方向へ直線的に往復移動させられ、シフトレバー１６の操作位置に応じて前記油圧制御回路１４０の油路が切り換えられる。

このように、本実施例の車両用手動シフト装置２０においては、バルブボデー１４４が変速機ユニット１０の車両前側部分に縦置きで配置されているため、その分だけ遊星歯車式変速機１０２や減速歯車装置１０４等の変速機構を低位置に配置して変速機ケース２４の高さ寸法を低減できる一方、アウタレバー２６を介してシフトレバー１６に機械的に連結されてマニュアルバルブ１４６およびパーキングロッド１５２を作動させるマニュアルシャフト２２は、平面視において第１軸線Ｓ１と第２軸線Ｓ２との間に位置する部分に設けられているため、バルブボデー１４４が配置されたエンジンルーム１４の車両前側部分の高さ寸法が低減されて、適切に低フード化することができる。第１軸線Ｓ１と第２軸線Ｓ２との間の部分にアウタレバー２６が配設されると、その部分の低フード化が制約されるが、空気抵抗や意匠的観点からフード１２は車両前側程低くすることが望ましいため、車両前側部分の高さ寸法を低減できることで適切に低フード化できる。

ここで、エンジンルーム１４の車両前側部分には、図１に示されるように変速機ユニット１０の上方位置にエアクリーナやバッテリー等の他部品５４が配置される場合があり、バルブボデー１４４を車両前側に縦置き配置しても、従来のようにマニュアルシャフト２２がマニュアルバルブ１４６の上方部分に設けられると、変速機ケース２４から上方へ突き出すアウタレバー２６が他部品５４と干渉する可能性があり、十分に低フード化することが困難であった。

なお、上記実施例では揺動レバー３８を主体として構成されている連動機構３６が用いられていたが、図４に示す連動機構６０のように、連結リンク６２および揺動リンク６４を用いて構成することも可能である。揺動リンク６４はＬ字形状を成しており、その角部において前記軸心Ｏ１と略平行に変速機ケース２４に設けられた支持ピン６６により、支持ピン６６の軸心である支持軸心Ｏ３まわりに揺動可能に支持されている。揺動リンク６４のＬ字形状の一端部は、連結リンク６２を介してディテントプレート３０に連結されており、ディテントプレート３０がマニュアルシャフト２２と共に矢印Ｒ１で示すように軸心Ｏ１まわりに回動させられると、揺動リンク６４は矢印Ｒ３で示すように支持軸心Ｏ３まわりに揺動させられる。揺動リンク６４の他端部には支持軸心Ｏ３と略平行に係合ピン６８が立設されて、マニュアルバルブ１４６に設けられた前記係合溝５２と係合させられており、揺動リンク６４が矢印Ｒ３で示すように揺動させられると、マニュアルバルブ１４６は矢印Ｂで示すように軸方向へ直線往復移動させられる。

図５の連動機構７０は、変速機ケース２４に設けられたガイド７２によって、矢印Ｌで示す車両幅方向へ直線往復移動可能に支持されているスライド部材７４を備えているとともに、そのスライド部材７４には連結バー７６が一体的に固設されている。連結バー７６の一端部には長孔７８が設けられて、前記連結ピン４８を介してディテントプレート３０に連結されており、ディテントプレート３０がマニュアルシャフト２２と共に矢印Ｒ１で示すように軸心Ｏ１まわりに回動させられると、連結バー７６は矢印Ｌで示すように車両幅方向へ直線往復移動させられる。連結バー７６の他端部には、軸心Ｏ１と略平行に係合ピン８０が立設されて、マニュアルバルブ１４６に設けられた前記係合溝５２と係合させられており、連結バー７６が矢印Ｌで示す車両幅方向へ直線往復移動させられると、マニュアルバルブ１４６が矢印Ｂで示すように軸方向へ直線往復移動させられる。矢印Ｌ方向と矢印Ｂ方向とが完全に一致している場合には、連結バー７６とマニュアルバルブ１４６とを一体的に固定したり相対移動不能に連結したりしても良い。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：フード１４：エンジンルーム１６：シフトレバー２０：車両用手動シフト装置２２：マニュアルシャフト２４：変速機ケース２６：アウタレバー１０２：遊星歯車式変速機（変速機構）１０４：減速歯車装置（変速機構）１０６：入力軸（第１軸）１２０：中間軸（第２軸）１４４：バルブボデー１４６：マニュアルバルブ１５０：パーキングロック機構

Claims

フードに覆われた車両前部のエンジンルーム内にそれぞれ車両幅方向に沿って配置された第１軸および第２軸を備えているとともに、該第２軸は該第１軸に対して車両後方側へ離間して配置されており、バルブボデーに設けられたマニュアルバルブによって油路が切り換えられることにより複数の動力伝達状態が成立させられる変速機構と、
前記第２軸の回転を機械的に阻止するパーキングロック機構と、
複数の操作位置へ移動操作されるシフトレバーと、
変速機ケースの外側上方に配置されたアウタレバーを介して前記シフトレバーに機械的に連結されるとともに、該変速機ケースの内部に配設された前記バルブボデーのマニュアルバルブおよび前記パーキングロック機構に機械的に連結されており、該シフトレバーが所定の操作位置へ移動操作されることにより該マニュアルバルブおよび該パーキングロック機構をそれぞれ作動させるマニュアルシャフトと、
を有する車両用手動シフト装置において、
前記バルブボデーが前記変速機構の前記第１軸よりも車両前側に配置されている一方、
前記マニュアルシャフトは、平面視において前記第１軸と前記第２軸との間に位置する部分に設けられており、
前記第１軸の上方位置に車両前後方向に配置された連動機構を介して前記マニュアルシャフトと前記マニュアルバルブとが機械的に連結されている
ことを特徴とする車両用手動シフト装置。