JP6890892B2 - 自動変速機のシフトロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機のシフトロック機構に関する。

従来、車両に搭載される自動変速機として、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）や無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が広く知られている。 自動変速機は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジを含む変速レンジ（シフトレンジ）を有している。これらの変速レンジを切り替えるため、車両の車室内には、シフトレバー（セレクトレバー）が配設されている。シフトレバーの可動域には、変速レンジに対応したシフトポジションとして、Ｐポジション、Ｒポジション、ＮポジションおよびＤポジションが設定されている。

シフトレバーには、ディテントロッドが長手方向に移動可能に挿通されている。ディテントロッドには、ディテントロッドの移動方向と直交する方向に延びるグルーブドピンが一体的に設けられている。シフトレバーの先端部には、シフトノブが取り付けられており、シフトノブに設けられたノブボタンの押操作により、ディテントロッドが一定量だけ押し下げられる。

シフトレバーは、シフトパネルから車室内に突出している。シフトパネルの車室側と反対側には、ゲート窓を有するゲートプレートが設けられており、グルーブドピンは、ゲート窓に挿通されている。ゲート窓のシフトノブ側の端縁には、段付のディテント溝が形成されており、グルーブドピンは、シフトレバーの操作（回動）に伴い、ゲート窓内をディテント溝に沿って移動する。ディテント溝は、Ｐポジションに対応する位置とＲポジションに対応する位置との間に、各位置に対してシフトノブ側と反対側に突出する凸部を有している。そのため、シフトレバーをＰポジションとＲポジションとの間で移動させるときには、グルーブドピンが凸部を乗り越えるよう、運転者がノブスイッチを押操作しなければならない。また、Ｒポジションに対応する位置とＮポジションに対応する位置との間には、Ｒポジションに対応する位置が一段高くなる段差を有している。そのため、シフトレバーをＮポジションからＲポジションに移動させるときには、グルーブドピンが段差を乗り越えるよう、運転者がノブスイッチを押操作しなければならない。

また、シフトパネルの車室側と反対側には、図３に示されるように、シフトレバーをＰポジションでロックするためのシフトロック機構１０１が設けられている。シフトロック機構１０１には、シフトロックカム１０２と、シフトロックカム１０２を揺動させるソレノイド１０３とが含まれる。ソレノイド１０３が非作動のとき、Ｐポジションに対応する位置に配置されるグルーブドピン１０５に対してシフトロックカム１０２の端面１０４がシフトノブ側と反対側から対向し、シフトロックカム１０２によりグルーブドピン１０５の移動経路が封鎖される。たとえば、車両のイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）がオンにされて、ブレーキペダルが踏まれると、ソレノイド１０３が作動する。ソレノイド１０３の作動により、シフトロックカム１０２が回動軸１０６を中心に回動して、シフトロックカム１０２の一端部がグルーブドピン１０５と対向する位置から退避し、グルーブドピン１０５のＰポジションに対応する位置からの移動経路が開放される。その結果、シフトレバーをＰポジションから他のシフトポジションに移動させることが可能となる。

シフトロックカム１０２によりグルーブドピン１０５のＰポジションからの移動経路が封鎖されるシフトロック時に、ノブスイッチが押されて、グルーブドピン１０５がシフトロックカム１０２の端面１０４を押圧してもシフトロックカム１０２が回動しないように、端面１０４は、端面１０４におけるグルーブドピン１０５の当接部分と回動軸１０６の中心（シフトロックカム１０２の回動中心）とを通る直線に対して直交する。そのため、グルーブドピン１０５から端面１０４に入力される押圧力をシフトロックカム１０２の回動軸１０６で受けなければならず、回動軸１０６に十分な強度を確保するため、回動軸１０６の径を大きくせざるを得ない。

特開２００７−２８３８１９号公報

回動軸１０６の径が大きいと、回動軸１０６の中心からシフトロックカム１０２とソレノイド１０３との接続点までの距離Ａ０が大きくなり、シフトロックの解除のために必要な端面１０４の移動距離（ストローク）を得るためには、シフトロックカム１０２とソレノイド１０３との接続点から端面１０４までの距離Ｂ０が大きくなる。そのため、シフトロックカム１０２のサイズが大きくなり、また、シフトロックカム１０２の揺動のために大きなスペースが必要となる。その結果、シフトロック機構１０１の質量、コストおよびサイズが増大する。

本発明の目的は、質量、コストおよびサイズの低減を図ることができる、自動変速機のシフトロック機構を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る自動変速機のシフトロック機構は、パーキングポジションと他のシフトポジションとの間で操作される操作レバーと、操作レバーに挿通されて、当該挿通方向に第１位置と第１位置よりも操作レバーの先端から離間する第２位置との間で変位可能に設けられており、挿通方向と交差する方向に延びるグルーブドピンを有するディテントロッドと、グルーブドピンが挿通されて、操作レバーの操作およびディテントロッドの変位によりグルーブドピンが移動するゲート窓が形成されたゲートプレートとを備え、ゲート窓が、操作レバーがパーキングポジションに位置し、かつ、ディテントロッドが第１位置に位置するときにグルーブドピンが配置される溝部を有する構成のシフトレバー装置に適用されて、操作レバーをパーキングポジションでロックするシフトロック機構であって、挿通方向と直交する方向に延びる回動軸を中心に、一端面が溝部に配置されたグルーブドピンに挿通方向から対向する規制位置と、規制位置から退避して、一端面が溝部に配置されたグルーブドピンに挿通方向から対向しない許容位置とに回動可能に設けられたシフトロックカムと、シフトロックカムにプランジャが接続されて、シフトロックカムを規制位置と許容位置とに変位させるソレノイドと、ストッパと、ディテントロッドが第１位置から第２位置に向けて変位され、溝部に配置されているグルーブドピンがシフトロックカムの一端面を挿通方向に押圧したときに、その押圧力の一部をシフトロックカムを規制位置から許容位置と反対側に回動させる回動力に変換する手段とを含み、回動力によりシフトロックカムが回動開始したときに、シフトロックカムの所定部がストッパに当接してそれ以上のシフトロックカムの回動が阻止される。

この構成によれば、操作レバーがパーキングポジションに位置し、かつ、ディテントロッドが第１位置に位置するとき、グルーブドピンがゲート窓の溝部に配置され、シフトロックカムが規制位置に位置するとき、その溝部に配置されたグルーブドピンにシフトロックカムの一端面が挿通方向に対向する。この状態でディテントロッドが第１位置から第２位置に向けて変位されると、グルーブドピンがシフトロックカムの一端面を挿通方向に押圧する。その押圧力の一部は、シフトロックカムを規制位置から許容位置と反対側に回動させる回動力に変換される。そして、その回動力によりシフトロックカムが回動開始すると、シフトロックカムの所定部がストッパに当接してそれ以上のシフトロックカムの回動が阻止される。そのため、グルーブドピンからシフトロックカムの一端面に入力される押圧力のすべてをシフトロックカムの回動軸で受けなくてよい。それゆえ、シフトロックカムの回動軸の径を従来よりも小さくできるので、シフトロックカムのサイズおよびシフトロックカムの回動に必要なスペースを縮小できる。その結果、シフトロック機構の質量、コストおよびサイズの縮小を図ることができる。

なお、回動力を変換する手段は、押圧力の一部がシフトロックカムを規制位置から許容位置と反対側に回動させる回動力に変換される構成であればよく、たとえば、シフトロックカムの一端面が押圧力の一部を回動力に変換するよう挿通方向に対して傾斜した構成であってもよいし、シフトロックカムの回動中心とグルーブドピンの位置とが挿通方向に対してオフセットされた（挿通方向に対向していない）構成であってもよい。

本発明によれば、シフトロック機構の質量、コストおよびサイズの低減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るシフトロック機構が適用されたシフトレバー装置の右側面図である。 シフトロック機構の右側面図である。 従来のシフトロック機構の右側面図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜シフトレバー装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシフトロック機構５１が適用されたシフトレバー装置１の右側面図である。

シフトレバー装置１は、有段式または無段式の自動変速機とセットで車両に搭載され、たとえば、車室内のインストルメントパネルに設けられる。シフトレバー装置１は、シフトパネル１１、シフトレバー１２およびゲートプレート１３を備えている。

シフトパネル１１は、車両の左右方向に幅を有する円弧板状をなし、その表面がインストルメントパネルから車室内側に膨出するように配置される。シフトパネル１１には、図示されないが、車両の前後方向に延びるシフト溝が上下方向に貫通して形成されている。

シフトレバー１２は、シフトパネル１１のシフト溝を貫通して、車室内外に跨がって設けられる。シフトレバー１２は、シフト溝内で移動可能であり、シフトレバー１２の可動範囲には、たとえば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、Ｓ（スポーツ）ポジションおよびＢ（ブレーキ）ポジションがこの順に前側から後側に一列に並べて設けられている。

また、シフトレバー１２は、二重軸構造をなし、外側の略円筒状のシャフト２１と、シャフト２１に挿通される略円柱状のロッド２２とを備えている。ロッド２２は、シャフト２１の軸線方向に第１位置と第２位置との間で往復動可能に設けられており、スプリング（図示せず）の弾性力により上側（第１位置側）に付勢されている。ロッド２２の中間部には、グルーブドピン２４が一体的に設けられている。グルーブドピン２４は、シフトパネル１１よりも下側の位置でロッド２２から右側に突出している。

シャフト２１の上端部には、シフトノブ２６が取り付けられている。ロッド２２の上端部は、シャフト２１から突出して、シフトノブ２６内に挿入されている。ロッド２２の上端部には、ブロックが取り付けられている。ブロックには、下側ほど右側に位置するように右下がりに傾斜した傾斜面が形成されている。

シフトノブ２６の右側面には、図示されていないが、ノブボタンが右側に突出して設けられている。ノブボタンは、コイルばねの弾性力により右側に付勢されている。この付勢力に抗して、ノブボタンがシフトノブ内に押し込まれると、ノブボタンによりブロックの傾斜面が押圧され、その押圧力が傾斜面で下側に向かう力に変換されて、ロッド２２が第１位置から第２位置に向けて下方に移動する。

シフトレバー１２が操作されると、その操作がシフトケーブルを介して自動変速機のアウタレバーに入力され、その入力によりコントロールシャフトが回動する。そして、コントロールシャフトの回動に伴って、マニュアルバルブのスプールが移動し、シフトレバー１２のシフトポジションに対応した出力ポートから油圧が出力されることにより、自動変速機では、シフトポジションに対応したＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジまたはＤレンジが選択的に構成される。

シフトレバー１２がＤポジション、ＳポジションまたはＢポジションのいずれに位置する状態であっても、自動変速機では、Ｄレンジが構成される。ただし、シフトレバー１２がＳポジションに位置する状態では、シフトレバー１２がＤポジションに位置する状態と比較して、エンジン回転数が高めに維持されるように変速比が変更される。これにより、運転者は、シフトレバー１２をＳポジションに配置して、スポーティな走行を楽しむことができる。また、シフトレバー１２がＳポジションに配置されているときには、減速時に強いエンジンブレーキが得られる。シフトレバー１２がＢポジションに位置する状態では、Ｓポジションよりもエンジン回転数がさらに高めに維持されるように変速比が変更され、減速時にさらに強いエンジンブレーキが得られる。

ゲートプレート１３は、シフトパネル１１の下側において、シフトレバー１２の右側に配置され、前後方向および上下方向に延びている。ゲートプレート１３には、グルーブドピン２４と左右方向に対向する位置に、ゲート窓４１が左右方向に貫通して形成されている。ゲート窓４１の上端部には、上側に凹む第１溝部４２，第２溝部４３および第３溝部４４が形成されている。第１溝部４２は、シフトレバー１２のＰポジションに対応して、ゲート窓４１の前端部に形成されている。第２溝部４３は、シフトレバー１２のＲポジションに対応して、第１溝部４２の後側に隔壁４５を隔てて形成されている。第３溝部４４は、シフトレバー１２のＮ，Ｄ，Ｓポジションに対応して、第２溝部４３の後側に形成されている。第２溝部４３は、後側に開放されて第３溝部４４と連通している。第３溝部４４は、第２溝部４３よりも深く形成され、第２溝部４３と第３溝部４４との間には、段差が生じている。

ゲート窓４１には、グルーブドピン２４が挿通されている。ロッド２２がスプリングの弾性力により上側に向けて付勢されているので、ノブボタンが操作されない状態では、グルーブドピン２４がゲート窓４１の上端に当接している。これにより、シフトレバー１２がＰポジションに位置するときには、グルーブドピン２４がＰポジションに対応する第１溝部４２に嵌まり込む。第１溝部４２と第２溝部４３との間には、隔壁４５が設けられているので、ノブボタンの操作なしでは、シフトレバー１２をＰポジションから移動させることができない。ノブボタンの押操作により、ロッド２２が第１位置から第２位置に移動すると、グルーブドピン２４が第１溝部４２から離脱し、シフトレバー１２のＰポジションからＲポジションへの移動が可能になる。また、シフトレバー１２をＲポジションからＰポジションに戻す際にも、ノブボタンの操作を要する。第２溝部４３が第３溝部４４側に開放されているので、ノブボタンの押操作なしで、シフトレバー１２をＲポジションからＮポジションに移動させることができる。一方、第２溝部４３と第３溝部４４との間の段差により、グルーブドピン２４の第３溝部４４から第２溝部４３側への移動が規制されるので、シフトレバー１２をＮポジションからＲポジションに移動させる際には、ノブボタンの押操作が必要である。グルーブドピン２４がＮ，Ｄ，Ｓポジションに対応する第３溝部４４内に嵌まっている状態では、ノブボタンの押操作なしで、シフトレバー１２をＮ，Ｄ，Ｓポジション間で移動させることができる。シフトレバー１２をＳポジションからＢポジションに移動させる際には、グルーブドピン２４を第３溝部４４から離脱させるため、ノブボタンの押操作が必要である。

＜シフトロック機構＞
図２は、シフトロック機構５１の右側面図である。

シフトレバー装置１には、シフトロック機構５１が設けられている。シフトロック機構５１は、シフトロックカム５２およびソレノイド５３を備えている。

シフトロックカム５２は、左右方向に延びる回動軸５４を支点として、回動軸５４を中心に規制位置と許容位置とに回動可能に設けられている。シフトロックカム５２は、回動軸５４が設けられている部分から前上方に延びる本体部５５と、回動軸５４が設けられている部分から後方に延びる当接部５６とを一体的に備えている。

本体部５５には、回動軸５４から本体部５５の先端側に離間した位置に、接続軸５７が形成されている。ソレノイド５３のプランジャ６１の先端部には、接続部材６２が取り付けられており、この接続部材６２に形成された接続孔６３に接続軸５７が遊びを有して（相対回転可能に）挿通されることにより、プランジャ６１が本体部５５に接続されている。

当接部５６には、ゴムからなる緩衝部材６４が巻着されている。

また、ゲートプレート１３には、緩衝部材６４に下方から対向するストッパ６５が形成されている。

ソレノイド５３に通電されていない状態では、コイルばね６６の弾性力により、プランジャ６１がソレノイド５３の本体から進出して、シフトロックカム５２が規制位置に位置する。このとき、シフトレバー１２がＰポジションに位置し、グルーブドピン２４が第１溝部４２に嵌まっていると、本体部５５の先端面６７がグルーブドピン２４に下側から対向し、グルーブドピン２４の移動経路が封鎖する。そのため、ノブボタンが押操作されても、グルーブドピン２４が第１溝部４２から離脱せず、シフトレバー１２をＰポジションから移動させることができない。

たとえば、車両のイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）がオンの状態でブレーキペダルが踏まれると、ソレノイド５３に通電される。ソレノイド５３の通電により、プランジャ６１がソレノイド５３の本体側に引き込まれて、シフトロックカム５２が規制位置から許容位置に回動して、本体部５５の先端面６７がグルーブドピン２４と対向する位置から退避する。これにより、グルーブドピン２４の移動経路が開放され、ノブボタンを押操作して、シフトレバー１２をＰポジションから移動させることが可能となる。

グルーブドピン２４が第１溝部４２に嵌まり、シフトロックカム５２が規制位置に位置する状態で、ノブボタンの押操作によりロッド２２が第１位置から第２位置に向けて下方に移動すると、グルーブドピン２４がシフトロックカム５２の本体部５５の先端面６７に当接して、グルーブドピン２４が先端面６７を下方に押圧する。本体部５５の先端面６７は、その押圧力の一部がシフトロックカム５２を規制位置から許容位置と反対側に回動させる回動力に変換されるよう傾斜している。そのため、その回動力によりシフトロックカム５２が回動開始すると、シフトロックカム５２の当接部５６に巻着された緩衝部材６４がストッパ６５に当接して、それ以上のシフトロックカム５２の回動が阻止される。

＜作用効果＞
以上のように、シフトレバー１２がパーキングポジションに位置し、かつ、ロッド２２が第１位置に位置するとき、グルーブドピン２４がゲート窓４１の第１溝部４２に配置され、シフトロックカム５２が規制位置に位置するとき、その第１溝部４２に配置されたグルーブドピン２４にシフトロックカム５２の先端面６７が挿通方向に対向する。この状態でロッド２２が第１位置から第２位置に向けて変位されると、グルーブドピン２４がシフトロックカム５２の先端面６７を下方に押圧する。シフトロックカム５２の先端面６７は、その押圧力の一部がシフトロックカム５２を規制位置から許容位置と反対側に回動させる回動力に変換されるよう傾斜している。そして、その回動力によりシフトロックカム５２が回動開始すると、シフトロックカム５２の当接部５６に巻着された緩衝部材６４がストッパ６５に当接して、それ以上のシフトロックカム５２の回動が阻止される。

そのため、グルーブドピン２４からシフトロックカム５２の本体部５５の先端面６７に入力される押圧力のすべてをシフトロックカム５２の回動軸５４で受けなくてよい。それゆえ、シフトロックカム５２の回動軸５４の径を従来よりも小さくできる。回動軸５４の径が小さいと、回動軸５４の中心からシフトロックカム５２とソレノイド５３との接続点である接続軸５７の中心までの距離Ａ１が小さくなり（Ａ１＜Ａ０（図３参照））、接続軸５７の中心から本体部５５の先端面６７までの距離Ｂ１が小さくなる（Ｂ１＜Ｂ０（図３参照））。よって、シフトロックカム５２のサイズおよびシフトロックカム５２の回動に必要なスペースを縮小できる。その結果、シフトロック機構５１の質量、コストおよびサイズの縮小を図ることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：シフトレバー装置
１２：シフトレバー（操作レバー）
１３：ゲートプレート
２２：ロッド（ディテントロッド）
２４：グルーブドピン
４１：ゲート窓
４２：第１溝部
５１：シフトロック機構
５２：シフトロックカム
５３：ソレノイド
５４：回動軸
６５：ストッパ
６７：先端面（一端面）

Claims (1)

1. パーキングポジションと他のシフトポジションとの間で操作される操作レバーと、
   前記操作レバーに挿通されて、当該挿通方向に第１位置と前記第１位置よりも前記操作レバーの先端から離間する第２位置との間で変位可能に設けられており、前記挿通方向と交差する方向に延びるグルーブドピンを有するディテントロッドと、
   前記グルーブドピンが挿通されて、前記操作レバーの操作および前記ディテントロッドの変位により前記グルーブドピンが移動するゲート窓が形成されたゲートプレートとを備え、
   前記ゲート窓が、前記操作レバーが前記パーキングポジションに位置し、かつ、前記ディテントロッドが前記第１位置に位置するときに前記グルーブドピンが配置される溝部を有する構成のシフトレバー装置に適用されて、前記操作レバーを前記パーキングポジションでロックするシフトロック機構であって、
   前記挿通方向と直交する方向に延びる回動軸を中心に、一端面が前記溝部に配置された前記グルーブドピンに前記挿通方向から対向する規制位置と、前記規制位置から退避して、前記一端面が前記溝部に配置された前記グルーブドピンに前記挿通方向から対向しない許容位置とに回動可能に設けられたシフトロックカムと、
   前記シフトロックカムにプランジャが接続されて、前記シフトロックカムを前記規制位置と前記許容位置とに変位させるソレノイドと、
   ストッパと、
   前記ディテントロッドが前記第１位置から前記第２位置に向けて変位され、前記溝部に配置されている前記グルーブドピンが前記シフトロックカムの前記一端面を前記挿通方向に押圧したときに、その押圧力の一部を前記シフトロックカムを前記規制位置から前記許容位置と反対側に回動させる回動力に変換する手段とを含み、
   前記回動力により前記シフトロックカムが回動開始したときに、前記シフトロックカムの所定部が前記ストッパに当接してそれ以上の前記シフトロックカムの回動が阻止される、シフトロック機構。

Images