JP7241031B2 - オートリターンおよびカムロック機構を備えたロータリーシフター - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーシフターに関し、より具体的には、車両トランスミッション用のロータリーシフターに関するが、車両トランスミッションのみに限定されない。

多くの自動車メーカーは、現在、シフトバイワイヤ・トランスミッションシフターを車両に組み込んでいる。これらのシフターでは、車両の運転者が駐車、リバース、ニュートラル、ドライブなどのさまざまなギアシフトポジションを選択するときに、トランスミッションシフターから生成される電気信号を使用することによって、車両のパワートレインとトランスミッションの制御の大部分が達成される。さまざまな機能がシフターに組み込まれているため、シフターの安全性と設計の柔軟性は重要である。特に、シフターの自動駐車復帰操作で高レベルの安全性を維持するための改善が望まれている。

コスト、資本投資、取り付けと取り外しの効率、安全性、設計の柔軟性、および自動駐車復帰機能中のシフター構成部品にわたる制御の改善に関して、節約／改善を提供する改善が望まれる。

本発明の一態様では、車両用シフター装置はベースと、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムとを含む。ロックリングは、回転および軸方向の移動のために、ドラムカム上に移動可能に支持され、ロックリングは、トラックに係合するフォロワピンと、バネ付勢ピンと、ノッチ係合ロックピンとを有する。ロータはドラムカム上に移動可能に支持され、駐車（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）の位置、および少なくとも１つのレバー制御ロックノッチを画定する起伏のある表面を含む。感触ポジショナ機構は、Ｐ、Ｒ、ＮおよびＤ位置のうちの１つにロータを保持するために起伏のある表面と動作可能に係合するバネループを備えた少なくとも１つの感触ポジショナバネを含む。ロータ制御機構は、ロックピン、ロックノッチ、トラック、フォロワピンを含み、トラックとフォロワピンが相互作用して、少なくとも１つのロックノッチ内のロックピンの係合と係脱を制御する。バネ付勢ピンは、ロックリングの軸方向の移動に基づいてバネループと動作可能に係合し、かつ少なくとも１つの第１バネ位置で、起伏のある表面に対してバネループをロックするように構成され、少なくとも１つの第２バネ位置で、起伏のある表面からバネループを係脱するように構成される。トラックは、ロックリングの軸方向の移動を制御して感触ポジショナ機構のロックおよびロック解除を制御し、かつロータ制御機構のロックおよびロック解除を制御する上部トラックセクションおよび下部トラックセクションを含む。

本発明の別の態様では、車両用シフター装置はベースと、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムとを含む。ロックリングは、回転および軸方向の移動のために、ドラムカム上に移動可能に支持され、ロックリングは、トラックに係合するフォロワピンと、バネ付勢ピンと、ノッチ係合ロックピンとを有する。ロータは、ドラムカム上で移動可能に支持され、かつＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの位置を画定する起伏のある表面を含む。感触ポジショナ機構は、Ｐ、Ｒ、ＮおよびＤ位置のうちの１つにロータを保持するために起伏のある表面と動作可能に係合するバネを備えた少なくとも１つの感触ポジショナバネを含む。バネ付勢ピンは、ロックリングの軸方向の移動に基づいてバネと動作可能に係合し、かつ起伏のある表面に対するバネの係合と係脱を制御するように構成されている。

本発明の別の態様では、車両用のシフター装置は、ベースと、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムとを含む。ロックリングは、回転と軸方向の移動のために、ドラムカム上に移動可能に支持されており、ロックリングは、トラックに係合するフォロワピンとノッチ係合ロックピンを有する。ロータは、ドラムカム上に移動可能に支持され、少なくとも１つのレバー制御ロックノッチを含む。ロータ制御機構は、ロックピン、ロックノッチ、トラック、およびフォロワピンを含み、トラックとフォロワピンが相互作用して、少なくとも１つのロックノッチ内のロックピンの係合と係脱を制御する。

本発明の別の態様では、車両用のシフター装置は、ベースと、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムとを含む。ロックリングは、回転および軸方向の移動のために、ドラムカム上に移動可能に支持され、ロックリングは、トラックに係合するフォロワピンと、バネ付勢ピンと、ノッチ係合ロックピンとを有する。ダイヤルシミュレーションロータは、ドラムカム上に移動可能に支持されている。感触ポジショナ機構とロータ制御機構は、ロータ、ロックリング、およびドラムカムに対する嵌合構成部品を含む。ロックリングは軸方向に移動して、ロータ制御機構をロックおよびロック解除してロータの回転を制御し、ロックリングは軸方向に移動して感触ポジショナを選択的に係合および係脱する。

本発明の別の態様では、車両用のシフター装置は、ベースと、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムとを含む。ロックリングは、回転および軸方向の移動のために、ドラムカム上に移動可能に支持され、ロックリングは、トラックに係合するフォロワピンと、バネ付勢ピンと、ノッチ係合ロックピンとを有する。ロータはドラムカム上に移動可能に支持され、かつＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄの位置、および少なくとも１つのレバー制御ロックノッチを画定する起伏のある表面を含む。Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ位置のうちの１つにロータを保持するために、感触ポジショナ機構が構築されている。ロータ制御機構は、ロックピン、ロックノッチ、トラック、およびフォロワピンを含み、トラックとフォロワピンが相互作用して、少なくとも１つのロックノッチ内のロックピンの係合と係脱を制御する。ロータ制御機構のセンサは、ロータとロックリングの位置を検知する。アクチュエータは、ロックピンをロックノッチから係脱し、かつロータをホーム位置に移動させるために、ロータ、ドラムカム、およびロックリングのうちの少なくとも１つに動作可能に接続されている。センサとアクチュエータに制御回路が接続されており、制御回路は、アクチュエータがロックピンをロックノッチから係脱し、その後ロータをホーム位置へと回転させることを含むホーム復帰動作を実行するようにプログラムされている。

本発明の別の態様では、方法は、ダイヤルシミュレーションロータと、ドラムカムと、ロックリングと、感触ポジショナ機構と、ロータ制御機構と、感触ポジショナ機構およびロータ制御機構を制御するための少なくとも１つのアクチュエータとを含む、車両シフターを提供することと、少なくとも１つのアクチュエータおよびシフター上のセンサに動作可能に接続された車両電気制御システムを提供することとを含む。この方法は、ロータがロックされた第１の位置にあることを検知することと、少なくとも１つのアクチュエータを動作させて、ロータが一貫していない摩擦なしに動くことができるように感触ポジショナ機構を解放し、かつ少なくとも１つのアクチュエータを動作させて、ロータ制御機構にロータをロックされた第１の位置からロック解除させることと、少なくとも１つのアクチュエータを動作させて、ロータを新しい位置に移動させることと、少なくとも１つのアクチュエータを動作させて、感触ポジショナ機構を再係合させ、かつロータ制御機構を再係合させることと、をさらに含む。

本発明の別の態様では、シフター装置は、Ｐ、Ｒ、Ｎ、およびＤ位置を画定するレバーを含み、かつ感触ポジショナ機構、レバー制御機構、および感触ポジショナ機構およびレバー制御機構を制御するための少なくとも１つのアクチュエータを含むシフターを含む。感触ポジショナ機構は、Ｐ、Ｒ、Ｎ、およびＤ位置に関連付けられたくぼみを持つ起伏のある表面を含み、およびくぼみと係合するバネループを有するバネを含む。レバー制御機構は、バネループを通って延びる付勢ピンを含み、レバー制御機構は、付勢ピンがバネループに係合し、バネループを起伏のある表面に対して保持する第１の位置と、付勢ピンがバネループの概して中心にあり、したがってバネループが、付勢ピンからの制限なしに上下に浮くことを可能にする第２の位置と、付勢ピンがバネループに係合し、かつ感触ポジショナ機構が完全に係脱されるように、バネループを起伏のある表面から離して保持する第３の位置の間で、付勢ピンを動かすアクチュエータも含む。

本発明の別の態様では、シフター装置は、連続トラックを備えた回転ドラムカムと、軸方向に移動するフォロワを含むロックリングと、カムフォロワがロータの回転をロックするように係合するためのロック機能を備えたロータとを含む。フォロワは、トラックの上部と下部と順次係合して２つの異なるカム経路を切り替え、その結果、ロックリングに対するドラムカムの相対角度に基づいてフォロワの位置の２つの異なる機能を切り替える。トラックの形状とロックリング上の付勢部材が、ドラムカムの回転方向に応じて取られるカム経路を決定する。

本発明の別の態様では、ロータ、ドラムカムおよびロックリングの組み合わせが相互作用して、ロータの自由回転を可能にする第１の位置と、ロータの角度位置をロックする第２の位置と、ロータの移動は許可されるが、ロータに対するドラムカムの相対的な角度位置に基づいて制御される第３の位置と、を含む少なくとも３つの動作位置を画定し、２つの異なるドラムカム経路が、ドラムカムが異なるカム経路のうちの１つにある間、カムの回転全体にわたってロータをロックしたままにできるという利点をもたらす。この配置により、ロータは１つの回転位置から別の回転位置に簡単に移動できるが、ドラムカムが元のホーム位置に戻る間、カムはロータをホーム位置にロックする。

本発明の別の態様では、シフター装置は、ベースおよびベース上で回転可能に支持されたシフターと、トラックを有する回転ドラムカムと、フォロワがトラックに係合してトラックに沿って移動するとき、カムリングを軸方向に移動させるフォロワを含むカムリングとを含む。シフターはカムフォロワがロータと係合して回転をロックするロック機能を備えたロータと、カムリング上の作動アームと、作動アームを囲むバネループを有する第１のバネと、作動アームに小さな付勢を加える追加のバネとを含む。作動アームの外径、バネループの内径、およびフォロワの動きの組み合わせが、フォロワをロータが抵抗なく動く自由状態と、作動アームがドラムカムの表面に対して反力を生成してロータの回転に影響を与える力生成状態との間で動かし、カムリングに対する反力はカムリングとフォロワを特定の位置に強制するために使用される。

本発明の一態様は、シフターが回転してホーム位置に戻り、装置が回転を逆転する間、ホーム位置にロックされたままである。これにより、シフターを駐車位置に戻し、すぐにロックできる。装置のリセット中、シフターはロックされたままになる。ドラム（バレル）カムには、デュアル経路とフォロワ／ロータをロックする配置が含まれる。フォロワが通る軸方向の経路は、ドラムカムが回転する方向に依存する。フォロワは、適切な経路の位置に配置されるニュートラル位置に向かって付勢されることになる。

本発明の別の態様では、車両用のシフト装置はベースを含む。ドラムカムは、ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有する。ロックリングはベース上に回転可能に支持され、かつドラムカムのトラックに対して軸方向に動作可能である。ロータはベースに回転可能に支持される。ロックリングは、ドラムカムとロータの間に延びる。ドラムカムのトラックの回転動作は、ロックリングの複数の軸方向位置を画定する。複数の軸方向位置は、ロータの複数のギア位置に対応する。

本発明のこれらおよび他の態様、目的および特徴は、以下の明細書、特許請求の範囲および添付の図面を検討することにより、当業者に理解されるであろう。

図面において、
ロック機能および自動駐車復帰（ＲＴＰ）機能を有するロータリーシフターの分解斜視図である。 ロータリーシフターの斜視図である。 ドラムカムの外面上に画定された周方向トラックを有し、上部トラックセクションおよび下部トラックセクションを含むドラムカムの周方向部分の側面斜視図である。 ドラムカムの外面上に画定された周方向トラックを有し、上部トラックセクションおよび下部トラックセクションを含むドラムカムの周方向部分の別の側面斜視図である。 カムフォロワピンを備えたロックリングおよび、ベースからドラムカム、ロックリング、ロータを通して延びる中央軸の斜視図である。 ロックリング付勢脚を備えた感触ポジショナバネの平面図である。 図５の感触ポジショナバネの斜視図である。 図５のバネを組み込んだロータリーシフターを示す斜視図である。 上部および下部トラック、カムフォロワ、ロータの形態のノブ本体、および感触ポジショナバネのうちの１つを有するドラムカムの切り欠き斜視図である。 ギア位置から外れたバネの部分的な動きを示す図８のドラムカムの切り欠き斜視図である。 ループバネを下向きに移動させる付勢ピンを示す図９のドラムカムの切り欠き斜視図である。 ドライブ位置まで回転したロータシフターノブを示す図１０のドラムカムの切り欠き斜視図である。 ループバネの中央にある付勢ピンを示し、かつハーフロック位置を示す図１１のドラムカムの切り欠き斜視図である。 ロックゲートノッチに完全にロックされた位置にあるロックリング上のロックピンとニュートラル位置にあるノブを示す図１２のドラムカムの切り欠き斜視図である。 図１３のドラムカムの拡大斜視図である。 駐車位置を戻すプロセスを開始するシフターを示す図１３のドラムカムの切り欠き斜視図である。 シフターが駐車位置に戻るさらなる進行を示す図１５のドラムカムの切り欠き斜視図である。 シフターが駐車位置に戻るさらなる進行を示す図１６のドラムカムの切り欠き斜視図である。 駐車位置に戻るさらなるプロセスにあるシフターを示す図１７のドラムカムの切り欠き斜視図である。 駐車位置に完全にロックされたシフターを示す図１８のドラムカムの切り欠き斜視図である。 ドラムカムの動作を駆動するための位置センサとモータを示すハウジングの底面の底面斜視図である。 図２０のハウジングの側面斜視図である。 ドライブ位置にあるロータノブを示し、駐車に戻るプロセスを開始する図８のドラムカムの底面斜視図である。 付勢ピンが駐車に戻ったところを示す図２２のドラムカムの底面斜視図である。

本明細書での説明の目的で、「上側」、「下側」、「右」、「左」、「後」、「前」、「垂直」、「水平」という用語、およびそこから派生したものは、図１で方向付けられているような本発明に関連するものとする。ただし、当然のことながら、それに反して明示的に特定された場合を除き、本発明は、これと代わるさまざまな向きをとることが仮定されうる。また、これも当然のことながら、添付した図面に図示し、以下の明細書で説明した特定の装置およびプロセスは、添付した特許請求の範囲に規定された発明の概念の単なる例示的実施形態にすぎない。よって、特許請求の範囲でそうでないことが明示的に述べられていない限り、本明細書で開示された実施形態に関連する具体的な寸法およびその他の物理的特性は、限定とはみなされない。

図１～１４に例示されるように、本シフター装置３０は、ドラムカム３１と、通常フォロワを含むロックリング３２と、ベース３４およびシャフト３５に動作可能に取り付けられたノブまたはダイヤルとして示されるロータ３３とを含む。これらの構成部品および以下で説明する他の構成部品は、シフター装置３０が駐車、ニュートラル、およびドライブの位置７２、７４、７６を含むことができるさまざまなギア位置７０のいずれか１つにあるときにロック機能を引き起こすように相互作用する。また、これらの構成部品は、以下に説明するように、自動ＲＴＰ機能７８が完了するまで、ロータ３３が駐車７２にロックされる駐車復帰またはＲＴＰ機能７８を引き起こすために車両が動作停止されるときに相互作用する。本シフター装置３０は、駐車７２またはニュートラル７４などの特定の位置にあるときに独特の方法でロックし、ドライブ７６などの他の特定のギア位置７０にあるときにシフター装置３０を部分的にロックする。本シフター装置３０はまた、車両の電源が切られた後にシフター装置３０を駐車復帰（ＲＴＰ）位置８０に自動的に移動させる自動ＲＴＰ機能７８も含む。トランスミッションの実際の駐車ロック機能は、典型的には車両の電源を切ると発生することができる。本シフター装置３０は、車両の電源が切られたときに運転者の便宜上、ロータ３３またはシフトレバーを駐車７２に自動的に戻す。有利なことに、本発明の概念は、どのギア位置７０がロック、または部分的にロック、または解放であるかという点で、またいつギア位置７０がロック、部分的にロック、または解放されるかという点で設計上の著しい柔軟性を可能にする。本発明の概念はまた、ＲＴＰ機能７８（例えば、ギア位置）に関して、およびシフター状態の電子制御および検知に関して、著しい柔軟性を可能にする。

運転者がシフター装置３０を駐車７２からリバース９０に移動させると、本シフター装置３０は、駐車７２から外れるようにシフトを許可するように機能する。運転者が足をブレーキに乗せる（またはリリースボタンを使用する）と、本シフター装置３０は、ＡＦバネ９４がＡＦ戻り止め９６内に係合する人工的な感触（ＡＦ）位置９２までドラムカム３１を回転させることによりロックを解除する。ＡＦ位置９２では、運転者は典型的には、すべての場合に正常なシフターの感触を経験する。したがって、ＡＦバネ９４は、ロータ３３を中心として、ロータ３３を特定のギア位置７０に選択的に保持する。本シフター装置３０のロックは、典型的には、駐車７２、ニュートラル７４、およびドライブ７６で発生する。ＲＴＰ機能７８は、任意のギア位置７０から開始してもよく、位置センサは、すべての場合においてドラムカム３１およびロータ３３の位置を監視する。本シフター装置３０は、ロータ３３の位置を監視するためにある１組の位置センサと、ドラムカム３１の位置を監視する１組の位置センサである、２つの磁石および関連する位置センサを含む。磁石とセンサの対は半独立的に機能し、また車両の電気（制御）システムに動作可能に接続されている。磁石およびセンサの対の構成（図２０および図２１に示される）は、以下により完全に説明される。

本シフター装置３０は、典型的には車両の電源が切られた後に、駐車７２に自動復帰するロータ３３を含む。トランスミッションの実際の駐車ロック機能は、典型的には車両の電源が切られた直後に発生する。しかし、運転者の便宜上、ロータ３３は、駐車７２などのホーム位置に戻る。ドラムカム３１はＲＴＰ位置８０まで回転し、ドラムカム３１の下側のスロット１１０が、センサ磁石１１２（図２０～２３に示される）を保持するノブ上の特徴部と接触するとき、ＡＦバネ９４の戻り止めタイプの力を除去し、ロータ３３を駐車７２に回転させる。ロータ３３は、典型的には回転ノブまたはダイヤルの形態をとる。

ロータ３３を見るときに知覚される「スタート－ストップ」運動がなく、ロータ３３が駐車７２に戻る際にＲＴＰ機能７８が動作するときに聞くモータが揺れる音もないようにロータ３３とＡＦバネ９４との間の戻り止めタイプの力の除去と同様に、車両トランスミッションを駐車に自動的に配置することは、自動車の相手先商標製品製造（ＯＥＭ：Ｏｒｉｇｉｎａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ）企業の最近の要件である。

本装置では、ＲＴＰ機能７８の間、本シフター装置３０は、感触ポジショナ１２０のＡＦバネ９４を引っ込めることにより、感触ポジショナ１２０を係脱する。したがって、ＡＦバネ９４の戻り止め係合機能が感触ポジショナ１２０の関連する起伏のある表面３９から離れるように分離する。起伏のある表面３９は、典型的には少なくとも、駐車、リバース、ニュートラル、およびドライブの位置７２、９０、７４、７６を画定するロータ３３のＡＦ戻り止め９６を含む。この構成により、ＲＴＰ機能７８は簡単かつ一貫して動作できる。これは、例えば図１３に示されているものとは別の感触ポジショナ１２０のモードである。ここではロータ３３はロックされ、感触ポジショナ１２０は、少なくとも駐車、リバース、ニュートラル、およびドライブの位置７２、９０、７４、７６を形成するＡＦ戻り止めを有する起伏部３９に完全に係合し、かつ起伏部３９に対してロックされる。これはまた、例えば図１５に示されるものとは異なる感触ポジショナ１２０のモードである。ここでは、ロータ３３はロック解除されているが、ＡＦバネ９４は、依然として、表面起伏部３９へと感触ポジショナ１２０を付勢している。これは、図１６に例示したモードとも異なる。ここでは、ロータ３３の回転に影響する感触ポジショナ１２０からの戻り止めタイプまたは「スタート－ストップ」力を用いずにロータ３３を駐車７２に戻すように移動することができるように、ＡＦバネ９４をＡＦ戻り止め９６から引っ込め、かつ感触ポジショナ１２０が解除される。

図面に関して、図１は、上部トラックセクション３６Ａおよび下部トラックセクション３６Ｂを含むトラック３６を備えたドラムカム３１の分解斜視図である。フォロワまたはロックリング３２は、トラック３６と係合し、かつ少なくとも１つのロックピン３８を含むカムフォロワ／付勢ピン３７を含む。ロータ３３は、少なくともＰ、Ｒ、Ｎ、およびＤ位置（７２、９０、７４、７６）に関連付けられたくぼみを有する表面起伏部３９を含む。ロータ３３の表面起伏部３９は、駐車７２用のロックノッチ４０と、ニュートラル７４用のゲートロックノッチ４１（およびゲートロックノッチ４１に接続されたドライブ７６用の浅いハーフノッチ１３０）ともまた含む。ノッチ４０、４１は、以下で説明するように、対応するロックピン３８によって選択的に係合される。

ロータ３３は、回転可能なダイヤル式ノブとして示されている。しかし、本発明は、レバーなどの他のシフト機構で実施することができ、単に例示した回転／ダイヤルシフターシステムよりも広くすることができることに留意されたい。

装置のさまざまな態様によれば、本シフター装置３０の構成部品は、安全性と車両制御および運転者の利便性のために、選択されたギア位置７０にあるときにロック機能を引き起こし／促進し、かつロータ３３の移動を含むシフター装置３０の動作を制御するように相互作用する。シフター装置３０の構成部品はまた、安全性および利便性の理由で車両が動作停止されたときに、自動駐車復帰ＲＴＰ機能７８を引き起こし／促進するように相互作用する。

図１Ａは、ベース３４上に、車両コンソール、ステアリングコラム、またはインストルメント・パネルなどの、軸またはシャフト３５（図１、２、３に示す）および美的カバー／ハウジング４２（図７、２１も参照）を有して動作可能に搭載されている、図１のシフター装置３０の斜視図である。

図２～３は、図１のドラムカム３１の異なる周方向部分の斜視図である。図２～３は組み合わされて、ドラムカム３１の外面１４０上に画定された周方向トラック３６の実質的に完全な形状を示し、これは組み合わされて連続ループとしてトラック３６を形成する上部トラックセクション３６Ａおよび下部トラックセクション３６Ｂを含む。上部トラックセクション３６Ａは、フォロワ／付勢ピン３７の内側脚３７Ａ（図４および図７～１９を参照）が、ロックリング３２（およびロックピン３８および付勢ピン３７の外側脚３７Ｂ）を、所定の経路に沿って選択的に移動（図のように一般に軸方向）させる経路を画定する。ドラムカム３１の回転は、トラック３６内で内側脚３７Ａを摺動可能に動作させ、ドラムカム３１の相対回転部分に対してロックリング３２の軸方向の移動を引き起こす。この軸方向の移動により、ロックピン３８が移動し、駐車位置、ニュートラル位置、および／またはドライブ位置７２、７４、７６に関連するノッチ４０、４１のうちの１つを係脱し、したがってロータ３３の特定の回転位置にロックされる。

下部トラックセクション３６Ｂは、ドラムカム３１の回転中にフォロワ／付勢ピン３７の内側脚３７Ａが、トラック３６を通って並進する経路を画定し、そしてロックリング３２（およびロックピン３８と付勢ピン３７の外側脚３７Ｂ）を、所定の経路（図のように概して軸方向）に沿って選択的に移動させる。例えば、トラック３６と内側脚３７Ａとのこの相互作用により、ロックピン３８は軸方向下向きに移動し、駐車、ニュートラルおよび／またはドライブの位置７２、７４、７６に関連する特定のノッチ４０、４１から係脱し、したがって、回転運動のためにロータ３３のロックを解除する。このようにして、ドラムカム３１の回転は、ロータ３３をロックするとともに、瞬間的にそれと係合して、ＲＴＰ機能７８の実行中のように、典型的には一方向にそれを回転させる。一旦ロックされると、ロックピン３８とノッチ４０または４１は係合したままであるが、一方でドラムカム３１が別の動作位置にリセットされる。ドラムカム３１は、構造および安定性を高めるために単一のトラック３６または複数のトラック３６を含むことができることを理解されたい。

図４は、ロックリング３２の斜視図である。付勢ピン３７は、トラック３６に係合および追従する内側脚３７Ａを含む。トラック３６とのこの係合（図７～１９を参照）により、ロックリング３２が、ドラムカム３１およびロータ３３に対して軸方向に上下に移動し、ロータ３３のロックノッチ４０、４１に対してロックピン３８を選択的に係合および係脱する。ロックリング３２の選択的な上下運動はまた、シフター装置３０の感触ポジショナ１２０の動作を制御するために、付勢ピン３７の外側脚３７Ｂも、付勢バネ４４のバネループ４３と係合および係脱させる。付勢バネ４４は、ＡＦバネ９４の形態をとることができる。

中央シャフト３５または軸は、ベース３４からドラムカム３１、ロックリング３２、およびロータ３３を通って上向きに延び、これらの組み立てられた構成部品を回転可能に支持する。この係合により、ドラムカム３１およびロータ３３が回転動作し、ロックリング３２が互いに対して軸方向に動作することが可能になる。ドラムカム３１の回転により、ロックリング３２がロータ３３とドラムカム３１の間で軸方向に並進する。

図５～図６は、板バネの形態をとることができるバネループ４３を備えた感触ポジショナ１２０の付勢バネ４４またはＡＦバネ９４の平面図および斜視図である。付勢バネ４４はまた、付勢ピン３７の外側脚３７Ｂと係合する第２の板バネ状の脚バネ４５を有する。脚バネ４５は、以下に説明するように、内側脚３７Ａを選択的に付勢して下部トラックセクション３６Ｂに向かって移動させる働きをする。また、外側脚３７Ｂは、バネループ４３を通って延び、その内部に維持される。このようにして、ＲＴＰ機能中に、バネループ４３は、これも以下で説明するように、内側脚３７Ａを上部トラックセクション３７Ａに向かって付勢すしうる。

図７は、図５の一対の付勢バネ４４の一方を示す斜視図である。図示されたバネループ４３は、ロータ３３の起伏のある表面３９のＡＦ戻り止め９６と動作可能に係合する。２つの付勢バネ４４を対向する側で使用して、ロータ３３とロックリング３２にかかる力のバランスをとる補助とすることができる（図４および２３を参照。）。戻り止めまたは付勢バネ４４は、ドラムカム３１の動作に特に最適化されかつ調整されたバネループ４３およびバネ脚４５を含む。付勢バネ４４による圧力が大きすぎるとアセンブリが拘束される可能性があり、一方で付勢バネ４４からの圧力が小さすぎると、ロックリング３７の内側脚３７Ａが戻りトラック３６まで移動できない場合があるため、アセンブリが有効でない可能性がある。

付勢バネ４４の脚バネ４５は、概して外側脚３７Ｂを下向きの方向に付勢する。脚バネ４５によって加えられるこの下向きの付勢力は、典型的には外側脚３７Ｂが上向きに平行移動し、ロックピン３８がロックノッチ４０およびゲートロックノッチ４１のうちの一方へと移動したときに生じる。部分的にロックされた位置１７０を有するゲートロックノッチ４１はドライブ７６に対応し、完全にロックされた位置１５０はニュートラル７４に対応する。脚バネ４５の下向きの付勢力は、ロックノッチ４０およびゲートロックノッチ４１からロックピン３８を取り外すのを助ける。装置のさまざまな態様において、バネループ４３によって加えられる付勢力は、脚バネ４５によって加えられる付勢力より大きい可能性がある。典型的にはバネループ４３およびバネ脚４５は、付勢バネ４４を画定するために単一の金属板から作られる。

図８は、トラック３６を備えたドラムカム３１、カムフォロワとして作用するロックリング３２、ロータ３３、および感触ポジショナ１２０の付勢バネ４４の分解図である。図８に示すように、ロータ３３は、ロータ３３のロックノッチ４０に係合するロックリング３２のロックピン３８により駐車７２に完全にロックされる。感触ポジショナ１２０の付勢バネ４４は、ロータ３３の起伏のある表面３９内で駐車７２に対応するＡＦ戻り止め９６と完全に係合するバネループ４３を含む。ロックリング３２上の付勢ピン７２の外側脚３７Ｂは、付勢バネ４４のバネループ４３を起伏のある表面３９に対して完全にロックされた位置１５０に保持するように配置されている。このようにして、ロックリング３２の軸方向の移動は、ＡＦバネ９４のバネループ４３に対する外側脚３７Ｂの係合および引っ込むタイプの動きをもたらす。

図９は図８に類似し、ロックリング３２（カムフォロワ）が、カムトラック３６に沿って、ロック解除プロセス中にロックリング３２の内側脚３７Ａが横断する移行ゾーン１５２へと移動する。この位置では、付勢バネ４４のバネループ４３（すなわち「感触ポジショナ係合部分」）は、起伏のある表面３９のＡＦ戻り止め９６と係合している。また、ロックリング３２（フォロワ）上の方向／引っ込み付勢ピン３７は、バネループ４３の中央または中間位置１６２に移動する。このようにして、ロックピン３８が、駐車７２に関連するロックノッチ４０から部分的に外れた状態で、バネループ４３を「浮く」状態にすることができる。バネループ４３が「浮く」状態は、バネループ４３にわたるロータ３３のＡＦ戻り止め９６の選択的動作に対応し、さまざまなギア位置７０を画定する。

図１０は図９に類似し、シフター装置３０のロータ３３がロック解除位置１６０にあり、フォロワピン３７が、ＡＦ位置９２を示すバネループ４３の中間位置１６２にある。ＡＦ位置９２では、ロックピン３８はロックノッチ４０から完全に外れており、バネループ４３は、ロータ３３の回転中の人工的な感触のためにＡＦ戻り止め９６を通って自由に上下に動くことができる。ロータ３３を動かすとき、ＡＦ位置９２は、起伏部３９に沿ったバネループ４３の摺動係合により提供される。したがって、ＡＦ位置９２は、さまざまなギア位置７０を選択するための起伏部３９を通るロータ３３の移動を可能にする。

図１１は図１０に類似する。しかし、ロータ３３は、ドライブ７６に対応するギア位置７０に動いている。この位置では、ロックリング３２（フォロワ）のフォロワ／付勢ピン３７の外側脚３７Ｂは、バネループ４３をドライブ７６に関連する表面起伏部３９の下に、かつそこから離して保持する、下げられたロック解除位置１６０にある。故にロックリング３２のロックピン３８は、ニュートラル７４およびドライブ７６に関連するゲートロックノッチ４１の下に、かつその外側にある。

図１２は図１１に類似する。しかし、バネループ４３の中間位置１６２にあるフォロワ／付勢ピン３７は、バネループ４３が浮いて、かつ起伏のある表面３９のＡＦ戻り止め９６の少なくとも一部を通って摺動可能に動作することを可能にする。この位置において、ロックリング３２上のロックピン３８は、ここでは部分的にロックされた位置１７０にある（すなわち、「ハーフロック」と呼ばれるゲートロックノッチ４１への途中）。部分的にロックされた位置１７０により、ゲートロックノッチ４１の（浅い）ドライブノッチ１７２と（より深い）ニュートラルノッチ１７４（図１１参照）の組み合わされた相互接続形状により、シフター装置３０のロータ３３を、起伏のある表面３９上でドライブ７６からニュートラル７４に移動させることができる。この位置から、ロータ３３は、ロックピン３８が部分的にロックされた位置１７０にあるドライブ７６から、ロックピン３８が完全にロックされた位置１５０にあるニュートラル７４にのみ移動できる。

図１３は図１２に類似する。しかし、ロックリング３２のロックピン３８は、ここではゲートロックノッチ４１の完全にロックされた位置１５０にあり、ロータ３３はニュートラル７４に対応するギア位置７０にある。またフォロワ／付勢ピン３７は、ニュートラル７４に関連付けられた起伏のある表面３９のＡＦ戻り止め９６にバネループ４３を保持している。図１４は、図１３の中央領域の拡大図である。ニュートラル７４に対応するこの完全にロックされた位置１５０から、外側脚３７Ｂは、ＲＴＰ機能７８または他のシフト動作によるなどの、ドラムカム３１の回転により下げられなければならない。

図１５は図１４に類似する。しかし、ドラムカム３１は回転し、またシフター装置３０は駐車位置７２に戻るプロセスを開始している（ＲＴＰ機能７８）。付勢バネ４４の脚バネ４５は、カムフォロワ付勢ピン３７（およびロックリング３２／フォロワ）の外側脚３７Ｂをトラック３６の下部トラック部分３６Ｂへと押す。脚バネ４５によって生成されるこの付勢運動により、ロックピン３８は、ＲＴＰ機能７８を開始するためにドライブ７６に関連するゲートロックノッチ４１の外へと移動する。

図１６は図１５に類似するが、ドラムカム３１はさらに回転し、そしてシフター装置３０はさらにＲＴＰ機能７８のプロセスにある。ロックピン３８は、ロータ３３上のゲートロックノッチ４１から係脱され、また下部トラック３６Ｂ内のロックリング３２／フォロワの内側脚３７Ａは、バネループ４３を引っ張って起伏のある表面３９のＡＦ戻り止めから完全に離して、回転中のロータ３３上のあらゆるスタート－ストップの摩擦を除去する。したがって、ロータ３３は駆動部７６に示されているが、バネ４４およびロックピン３８が起伏のある表面３９から引っ込められて離されているため、ＡＦ戻り止め９６からの「スタート－ストップ」抵抗なしに駐車７２に対応するギア位置７０に戻る準備ができている。

図１７は図１６に類似し、シフター装置３０は、またさらにＲＴＰ機能７８のプロセス中である。ロックリング３２（フォロワ）上の内側脚３７Ａは、まだ下部トラック３６Ｂ内にあり、外側脚３７Ｂが、感触ポジショナ１２０の起伏のある表面３９からバネループ４３を離すように付勢させる。ロックリング３２そしてひいては付勢ピン３７は、ここでは偏向されたバネループ４３からの付勢力で上向きに移動するように付勢されている。

図１８は図１７に類似し、シフター装置３０は、さらにＲＴＰ機能７８にある。ロータ３３は、駐車７２に示されており、ＡＦバネ９４のバネループ４３は、駐車７２に関連する表面起伏部３９のＡＦ戻り止め９６と係合している（ＲＴＰ位置８０）。ロックピン３８は、駐車７２に関連するゲートロックノッチ４０とまだ完全には係合していない。この位置では、内側脚３７Ａは、バネループ４３の上向きの付勢力によって上部トラック３６Ａに戻される。この位置では、外側脚３７Ｂはバネループ４３内の中間位置１６２にあり、付勢バネ４４は静止状態にある。

図１９は図１８に類似するが、シフター装置３０は、駐車７２に対応する完全にロックされた位置１５０にあり、また感触ポジショナ１２０が駐車７２に完全に係合し、ロックされるように、ドラムカム３１は回転して、ロックリング３２（カムフォロワ）が、外側脚３７Ｂをバネループ４３に対して上向きに移動させる。また、ロックピン３８は、駐車７２に関連するロックノッチ４０に完全に係合している。

図２０は、ベース３４（およびカバー／ハウジング４２）において、シフター装置３０の下側を上向きに見た底面図である（図７を参照）。図２０は、ロータ位置センサ５０と、ロータ位置センサ５０において信号を生成するためのシフター装置３０の中央シャフト３５上の関連するロータ磁石ホルダ５１と、カムシリンダーギア５２と、カムシリンダーギア５２に関連付けられるかまたは固定されたかみ合い歯５５と係合するホイール５４上のカム位置センサ５３と、カム位置センサ５３において信号を生成するための固定軸５８上のカム磁石ホルダ５７と、アクチュエータ（モータ６０、モータ軸に取り付けられたウォームギア６１、およびカムギア６２と係合する被駆動動／駆動ギア）と、を含むシフター装置３０のいくつかの構成部品を示す。カムギア６２は、機械的利点のために減速ギアを含むことができる。図２１は、図２０と同様の斜視図である。ただし、異なる角度におけるものであり、構成部品を部分的に切り欠いているため、下にある構成部品をより良好に示している。

図２２～図２３は、図２０～図２１と同様の方向から見た部分斜視図である。図２２は、ロック解除後でかつＲＴＰ機能７８の開始時のドライブ７６におけるロータ３３を示している。図２３は、ＲＴＰ位置８０にあるロータ３３を示し、下にある構成部品とそれらの関係をより良好に示すために構成部品が削除されている。また、２つの付勢バネ４４と２つのロックピン３８の対向する「バランス」した位置、２つのトラック３６および関連する起伏のある表面３９および付勢バネ４４およびロックピン３８によって係合されるロックノッチ４０、４１も示している。

本配置は、回転バレルドラムカム３１と、軸方向に移動するロックリング３２とも呼ばれるカムフォロワと、カムフォロワ３７の内側脚３７Ａがロータ３３の回転と係合し、かつロックおよびロック解除するためのトラック特徴部３６を有するロータ３３（本明細書ではダイヤル式シフターまたはノブとも呼ばれる）とを含む。ドラムカム３１上の連続トラック３６により、フォロワ３２は２つの経路間を切り替えることができ、その結果、フォロワ位置対カム角度に基づいて２つの異なる機能（すなわち、ロータ３３のロックおよびロック解除）を生じさせる。トラック３６Ａ／３６Ｂおよび付勢部材４４の形状は、ドラムカム３１の回転方向に応じてロックリング３２（フォロワ）がとる経路を決定する。これらの物品の組み合わせにより、ロータ３３の自由な回転、またはロータ３３のロック、および／またはドラムカム３１の位置決めに基づくロータ３３の制御された動きが可能になる。２つの別個の上部および下部トラック３６Ａ、３６Ｂの著しい利点は、トラック３６内にある間に、ドラムカム３１の全回転を通してロータ３３をロック状態に保つ能力である。

ドラムカム３１がロータ３３をロックおよびロック解除する配置を提供する能力は重要である。この配置の特徴は、ロータ３３をある１つの位置から別の位置に回転させ、その後ドラムカム３１がその元の（ロックまたはロック解除）位置に戻る間、ロータ３３を完全にロックされた位置１５０に保つ能力である。

本配置は、付勢ピン３７の形態の作動アームと、付勢ピン３７の一部分を囲むバネループ４３と、付勢ピン３７に小さな付勢を加える追加の脚バネ４５とを含む。付勢ピン３７の囲まれた部分は、上述のフォロワまたはロックリング３２の付属物である。作動アームまたは付勢ピン３７または付勢ピンの外径１８０、バネループ４３の内径、およびトラック３６Ａ、３６Ｂに沿ったカムフォロワまたは内側脚３７Ａのカムフォロワの動きの組み合わせにより、ロックリング３２は、ロータ３３がドラムカム３１の嵌合面に対して自由に回転または反応できる自由状態にあるかどうかが、決定される。ドラムカム３１に対する反力は、フォロワまたはロックリング３２を特定の位置に強制するために、付勢バネ４４に対する機構で使用することができる。あるいは、ドラムカム３１は、バネループ４３を特定の位置に強制することができ、かつ潜在的にバネループ４３をその位置にロックすることができる。脚バネ４５は、バネループ４３／付勢ピン３７が自由状態にある間に比較的小さな力を提供するために使用される。これの目的は２つある。１．）上記のドラムカム３１／フォロワ３２の組み合わせが機能することを可能にすること、および、２．）フォロワロックリング３２がドラムカム３１のトラック３６内でガタつくのを防止することである。

この付勢バネ４４／付勢ピン３７の組み合わせの著しい利点は、ドラムカム３１が（付勢バネ４４を偏向させることにより）ある１つの位置でバネ力を除去し、一方で別の位置で付勢バネ４４に追加の力を加える、その能力である。シフター装置３０の利点は、ＲＴＰ機能７８の間の戻り止め動作の除去、および電子シフター装置３０がロータ３３をＡＦ戻り止め９６内のＡＦ位置９２に強制する能力である。これは、ＡＦ戻り止め９６だけではギア位置７０にセンタリングするのに十分な力が提供されない場合に利点である。

したがって、本発明の概念から逸脱することなく、前述の構造に対する変形および修正が可能であることを理解されたい。さらに、そのような概念は、これらの請求項がその言語により明示的に別段の記載をしない限り、以下の請求項によって包含されることを意図していることを理解されたい。

Claims (14)

1. ベースと、
   前記ベース上に回転可能に支持され、かつトラックを有するドラムカムと、
   前記ドラムカムに対する軸方向の移動のために、前記ドラムカム上に移動可能に支持されたロックリングであって、前記トラックに係合するフォロワピンと、バネ付勢ピンと、ノッチ係合ロックピンとを有するロックリングと、
   前記ドラムカム上に回転可能に支持され、かつ複数のギア位置と少なくとも１つのロックノッチを画定する起伏のある表面を含むロータであって、前記ロックピンが、前記少なくとも１つのロックノッチと選択的に係合して、前記複数のギア位置のうちの少なくとも駐車位置を画定する、ロータと、
   前記複数のギア位置のうちの１つに前記ロータを保持するために、前記起伏のある表面と選択的に係合するバネループを備えた少なくとも１つの感触ポジショナバネを含む感触ポジショナ機構と、
   前記ロックピン、前記少なくとも１つのロックノッチ、前記トラックおよび前記フォロワピンを含むロータ制御機構であって、前記トラックおよび前記フォロワピンが、前記少なくとも１つのロックノッチとの前記ロックピンの選択的な係合および係脱を制御するように相互作用する、ロータ制御機構とを含み、
   前記バネ付勢ピンが、前記ドラムカムの協調回転運動と前記ロックリングの軸方向の移動に基づいて、前記バネループと動作可能に係合し、
   前記バネ付勢ピンが、少なくとも１つの第１バネ位置において前記起伏のある表面に対して前記バネループを選択的に付勢し、
   前記バネ付勢ピンが、少なくとも１つの第２バネ位置において、前記起伏のある表面から前記バネループを選択的係脱し、
   前記トラックが、前記ロックリングに対する前記ドラムカムの相対回転位置に基づいて前記ロックリングの軸方向の移動を制御する上部および下部トラックセクションを含み、故に、前記感触ポジショナ機構のロックとロック解除を制御し、かつ前記ロータ制御機構のロックとロック解除を制御し、
   前記ロックリングが、ロック位置、部分的にロックされた位置、人工的な感触位置、および駐車復帰位置を含む複数の軸方向位置間で動作可能である、車両用のシフト装置。
2. 前記トラックが、上部トラックと下部トラックが画定する連続ループを含み、前記上部トラックが、前記トラックの最上部分において前記ロック位置を画定し、前記上部トラックの中間部において前記人工的な感触位置を画定する、請求項１に記載のシフト装置。
3. 前記部分的にロックされた位置が、前記最上部で前記上部トラック内に画定される、請求項２に記載のシフト装置。
4. 前記下部トラックが、前記ロックリングの前記駐車復帰位置を画定する、請求項３に記載のシフト装置。
5. 少なくとも１つの感触ポジショナバネのバネループが、前記ロックリングの一部分を少なくとも部分的に囲み、
   前記少なくとも１つの感触ポジショナバネが、前記ロック位置で前記ロックリングを前記ベースに向かって付勢する脚バネを含む、請求項２に記載のシフト装置。
6. 前記バネループおよび前記脚バネが、単一の金属板として一体的に形成される、請求項５に記載のシフト装置。
7. 前記駐車復帰位置が、前記下部トラックと係合する前記ロックリングと、前記ロックリングを前記ロータに向かって付勢する前記バネループとによって画定される、請求項５に記載のシフト装置。
8. 前記ロータが、前記起伏のある表面のドライブ位置およびニュートラル位置に対応するゲートロックノッチとをさらに含む、請求項２に記載のシフト装置。
9. 前記ゲートロックノッチが、前記ドライブの位置に対応する前記部分的にロックされた位置と、前記ニュートラル位置に対応する完全にロックされた位置とを画定する、請求項８に記載のシフト装置。
10. 前記バネループが、前記駐車復帰位置で前記ロックリングを前記ロータに向かって付勢し、かつ前記脚バネが、前記ロックリングを前記ロック位置および部分的にロックされた位置において前記ベースに向かって付勢する、請求項５に記載のシフト装置。
11. 前記ロックリングが前記人工的な感触位置にあるとき、前記バネループおよび前記脚バネが静止状態を画定する、請求項５に記載のシフト装置。
12. 前記人工的な感触位置における前記バネループが、前記ロータの前記起伏部セクションに係合し、かつ前記バネループが前記起伏部セクション内に画定された複数の前記ギア位置に向かって付勢される、請求項１に記載のシフト装置。
13. 前記駐車復帰位置は、前記ロータから係脱された前記バネループにより画定される、請求項６に記載のシフト装置。
14. 前記フォロワピン及び／又は前記バネ付勢ピンと、前記ロックピンとは、別個のピンであることを特徴とする請求項１～１３のいずれか１項に記載のシフト装置。

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