WO2009122810A1

WO2009122810A1 - 車輌のレンジ切換え装置

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Publication number: WO2009122810A1
Application number: PCT/JP2009/053063
Authority: WO
Inventors: 悦申伊藤; 和重中川; 直隆村上
Original assignee: アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2009-10-08
Also published as: DE112009000036T5; US8146454B2; CN101868659A; US20090241713A1; JPWO2009122810A1

Abstract

　ケース部材１０には、駆動部５０及びレンジ位置検知センサ１１が収容されている。ケース部材１０に対して回動自在に支持されたロータ４０には、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが取り付けられる凹部４１が形成されている。ロータ４０とケース部材１０との間はシールされている。そして、板ばね４３が、ロータ４０の凹部４１に配置され、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａとロータ４０の凹部４１との遊びを除去する。これにより、防水性が向上し且つレンジ制御軸のガタつきを防止することができる。

Description

車輌のレンジ切換え装置

　本発明は、車輌に搭載されるレンジ切換え装置に係り、詳しくは、シフトレバー等のシフトレンジ選択部の操作によって選択された走行レンジ（例えば、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）に応じてモータを制御し、レンジ制御軸を介して、例えばマニュアルバルブ、パーキングギヤ機構等のシフトレンジ操作部を操作してシフトレンジを切り換えるレンジ切換え装置（いわゆるシフトバイワイヤシステム）に関する。

　近時、モータを用いてレンジ切換えを行う、いわゆるシフトバイワイヤシステムによるレンジ切換え装置の提案がなされている。該レンジ切換え装置では、シフトレバーの操作に応じて制御されるモータの駆動力を、駆動部を介してレンジ制御軸に伝達してレンジ制御軸を回動させ、レンジ制御軸に固定したディテントレバーを介して、例えば自動変速機の油圧制御装置及びパーキングギヤ機構を作動させてシフトレンジを切換えている。そして、ディテントレバーの回動位置、即ちレンジ制御軸の回動位置を検知部としてのレンジ位置検知センサにて検知することにより、レンジ切換え状態を検出しつつ、シフトレンジを切換え制御している。

　従来、レンジ切換え装置では、レンジ制御軸が検知部を貫通し、レンジ制御軸の一端部にアーム部材を固定していた。そして、ケース部材の内部を水密状態とするために、レンジ制御軸と検知部との間にシール材を設けた防水構造としていた。しかし、この構造では、レンジ制御軸を伝って水がケース内部に浸入するおそれがあり、その防水効果は小さく、改良が望まれていた。

　これに対し、ケース部材としてのフロントハウジングに回転自在に支持され、レンジ制御軸としてのコントロールロッドに連結される出力軸とを備えたレンジ切換え装置の提案がなされている（例えば日本国特開２００７－５６９６１号公報参照）。このレンジ切換え装置では、出力軸にスプライン溝を設け、コントロールロッドにスプライン歯を設けて、スプライン嵌合している。

　しかしながら、上記スプライン構造としたレンジ切換え装置では、出力軸とケース部材としてのフロントハウジングとの間にシール材を設けることで防水性を向上させることはできるが、レンジ制御軸としてのコントロールロッドと出力軸とをスプライン嵌合しているため、コントロールロッドがガタつくおそれがあった。そして、コントロールロッドがガタつくことによって、コントロールロッドの回動位置の検知誤差が大きくなり、動作が不安定となるおそれがあった。

　そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、防水性が向上し且つレンジ制御軸のガタつきを防止することができる車輌のレンジ切換え装置を提供することを目的とするものである。

　本発明は（例えば、図１～図５参照）、シフトレンジ選択部の操作に応じて制御されるモータ（４）と、前記モータ（４）により駆動する駆動部（５０）と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部（１００）に前記駆動部（５０）からの駆動力を伝達するレンジ制御軸の回動位置を検知する検知部（１１）と、を備えた車輌のレンジ切換え装置において、
　前記駆動部（５０）及び前記検知部（１１）を収容するケース部材（１０）と、
　前記ケース部材（１０）に対して回動自在に支持され、前記ケース部材（１０）との間がシールされると共に、前記レンジ制御軸（１８）の一端部（１８Ａ）が取り付けられる凹部（４１）が形成された支持部（４０）と、
　前記支持部（４０）の凹部（４１）に配置され、前記レンジ制御軸（１８）の一端部（１８Ａ）と前記支持部（４０）の凹部（４１）との遊びを除去する除去手段（４３，４８）と、を備えた、
　ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置にある。

　これにより、支持部の凹部にレンジ制御軸が取り付けられるので、レンジ制御軸を伝ってきた水が支持部の凹部に阻まれてケース部材の内部に浸入するのが抑制され、防水性が向上する。更に、この支持部の凹部に配置された遊びを除去する除去手段によって、支持部とレンジ制御軸とが相対的に回動不能に嵌合し、レンジ制御軸のガタつきが防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において（例えば、図２～図５参照）、前記レンジ制御軸（１８）の一端部（１８Ａ）には、少なくとも平行な２つの面取り面（１８ａ，１８ｂ）が形成されており、
　前記凹部（４１）には、前記面取り面に対向する平行な２つの側面（４１ａ，４１ｂ）が形成され、
　前記除去手段は、前記２つの面取り面（１８ａ，１８ｂ）と前記２つの側面（４１ａ，４１ｂ）との間に配置され、前記２つの面取り面（１８ａ，１８ｂ）と前記２つの側面（４１ａ，４１ｂ）とを押圧する押圧手段（４３，４８）である、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、平行な２つの面取り面と平行な２つの側面とが対向するので、効果的に支持部とレンジ制御軸とを相対的に回動不能とすることができる。さらに、平行な２つの面取り面と平行な２つの側面とが押圧手段により押圧されるので、レンジ制御軸の一端が強固に押えられレンジ制御軸のガタつきを効果的に防止することができる。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において（例えば、図２及び図３参照）、前記押圧手段は、断面略コ字形状に形成されて前記凹部（４１）に嵌り、前記２つの面取り面（１８ａ，１８ｂ）と前記２つの側面（４１ａ，４１ｂ）との間に弾性変形しつつ嵌合して前記レンジ制御軸（１８）の一端部（１８Ａ）を保持する板ばね（４３）である、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、押圧手段が板ばねであるので、レンジ制御軸の一端部における両方の面取り面が弾性変形した板ばねにより押圧される。これにより、レンジ制御軸の一端部は、板ばねにより両側から保持されるので、レンジ制御軸のガタつきが効果的に防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において、前記板ばね（４３）には、前記２つの側面（４１ａ，４１ｂ）のそれぞれに突出する突起部（５２ａ，５２ｂ）が形成され、前記２つの側面（４１ａ，４１ｂ）には、前記突起部（５２ａ，５２ｂ）が引っ掛る引掛り部（５３ａ，５３ｂ）が形成されている、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、板ばねの突起部が支持部の凹部の引掛り部に引っ掛るので、例えばメンテナンス等で凹部からレンジ制御軸を引き抜いた際や車輌にレンジ切換え装置を搭載する前の運搬の際等で、板ばねが凹部から脱落するのを防止することができ、これによって、板ばねが紛失するのを防止することができる。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において（例えば、図４及び図５参照）、前記除去手段は、前記凹部（４１）の底面（４１ｃ）に向かって先細りとなり、前記レンジ制御軸（１８）の一端部（１８Ａ）が圧入されるテーパ部（４８）である、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、テーパ部によりレンジ制御軸を凹部にスムーズに挿入することができ、レンジ制御軸の一端部を凹部におけるテーパ部に圧入することで、レンジ制御軸のガタつきが効果的に防止され、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において（例えば、図２～図５参照）、前記駆動部（５０）は、前記モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構（５）と、前記変換機構（５）によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材（６）と、を有し、
　前記アーム部材（６）が、前記支持部（４０）に取り付けられ、
　前記アーム部材（６）の揺動運動により、前記支持部（４０）と一体に前記レンジ制御軸（１８）が回動する、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、レンジ制御軸の一端部と支持部とがガタつくことなく一体に回動するので、アーム部材をレンジ制御軸に直接取り付けなくてもよく、アーム部材を支持部に取り付けることで、防水性を確保しながらアーム部材の駆動力をレンジ制御軸に伝達することが可能である。

　また、上記車輌のレンジ切換え装置において、固定用ボルト（４６）と、両端に爪部（４７ａ，４７ａ）を有する板部材（４７）と、を備え、
　前記支持部（４０）は、前記板部材（４７）の爪部（４７ａ，４７ａ）が嵌合する嵌合部（４５ｂ，４５ｂ）を有し、
　前記アーム部材（６）を介して前記板部材（４７）の爪部（４７ａ，４７ａ）を前記支持部（４０）の嵌合部（４５ｂ，４５ｂ）に嵌合し、前記固定用ボルト（４６）により、前記板部材（４７）及び前記アーム部材（６）を前記支持部（４０）に一体に固定した、
　ことを特徴とするものである。

　これにより、アーム部材が揺動して支持部が回動するので、仮にアーム部材と支持部とをボルトのみで固定した場合には、衝撃等でアーム部材が支持部に対してずれてしまうおそれがあるが、爪部を有する板部材を備えたので、アーム部材と支持部とを簡単な構造でより強固に固定することができ、支持部に対するアーム部材のずれを防止することができ、検知部により検知されるレンジ制御軸の回動位置の誤差が小さくなり、一層シフトレンジの切換え動作が安定する。

　なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を示す模式図。第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置における要部の概略を示す断面図。第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置において、レンジ制御軸の一端部が抜き取られている状態の概略を示す断面図。第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置における要部の概略を示す断面図。第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置において、レンジ制御軸の一端部が抜き取られている状態の概略を示す断面図。

　以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
　図１に、本発明に係る車輌のレンジ切換え装置の一例として、本第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置１を示す。同図は、レンジ切換え装置１、ディテント機構７、パーキングギヤ機構８、及びバルブボディ９の構成を模式的に示す図である。図２は、第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置１における要部の概略を示す断面図である。

　レンジ切換え装置１は、車輌に搭載される自動変速機（例えば多段自動変速機や無段変速機（ＣＶＴ））に組み込まれている。図１に示すように、レンジ切換え装置１は、運転者によってシフトレンジが選択操作されるシフトレバー（シフトレンジ選択部）２からのシフト信号（電気信号）Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２を発生させる制御装置（制御部）３と、該制御装置３からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるモータ４と、モータ４により駆動する駆動部５０と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部１００に駆動部５０からの駆動力を伝達するレンジ制御軸１８の回動位置を検知するレンジ位置検知センサ（検知部）１１とを備えている。また、レンジ切換え装置１は、ケース部材１０を備え、ケース部材１０内に、モータ４、駆動部５０、及びレンジ位置検知センサ１１等が収容されている。

　駆動部５０は、モータ４の回転運動を直線運動に変換する変換機構５と、変換機構５によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材６とを有している。

　シフトレンジ操作部１００は、アーム部材６によって移動されるスプール（レンジ切換え部材）２１と、スプール２１を位置決め保持するディテント機構７とを有している。スプール２１は、自動変速機のバルブボディ９内に配置されている。さらに、同図に示すように自動変速機には、パーキングギヤ機構８が設けられている。

　以下、シフトレバー２から順に構成の詳細を説明する。

　シフトレバー２には、自動変速機のＰ（パーキング）レンジ，Ｒ（リバース）レンジ，Ｎ（ニュートラル）レンジ，Ｄ（ドライブ）レンジの各シフトレンジ（不図示）が表示されている。シフトレバー２は、運転者によって直接操作されてシフトレンジのうちから１つのレンジが選択される。そして、選択されたレンジに対応するシフト信号Ｓ１が発生される。なお、シフトレンジ選択部としては、運転者の意思を反映することができるもの、すなわち運転者によって選択されたシフトレンジに対応するシフト信号Ｓ１を発生させることができるものであれば、シフトレバー２以外のものであってもよい。例えば、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を使用することができる。

　制御装置３は、シフトレバー２で発生されたシフト信号Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２を発生させ、この制御信号Ｓ２によってモータ４の回転を制御するものである。さらに、この制御装置３には、レンジ位置検知センサ１１からの検出信号が入力される。制御装置３は、この検出信号に基づいて、モータ４の回転方向や回転開始・停止のタイミングを制御するようになっている。つまり、制御装置３は、シフトレバー２からのシフト信号Ｓ１に基づいてモータ４によりレンジ制御軸１８を介してスプール２１の動作を制御してシフトレンジを切り換える、いわゆるシフトバイワイヤシステム（ＳＢＷ）をコントロールするためのコントロールユニットである。なお、制御装置３は、図１において、ケース部材１０の外部に配置されているが、ケース部材１０の内部に配置するようにしても良い。

　モータ４は、例えば永久磁石を有する直流モータが使用され、その回転方向、回転時間、回転タイミングは、制御装置３によって制御されるようになっている。

　モータ４の出力軸４ａは、伝動ギヤ１２ａが一体に回転するように固定されており、伝動ギヤ１２ａは、該伝動ギヤ１２ａよりも大きな外径を有する伝動ギヤ１２ｂと噛合している。これにより、モータ４の出力軸４ａの回転は、これら伝動ギヤ１２ａ，１２ｂによって減速されてねじ軸５ａに伝達される。

　変換機構５は、本第１の実施の形態では滑りねじを採用している。この変換機構５としての滑りねじは、モータ４によって回転駆動されるねじ軸５ａと、該ねじ軸５ａに対して軸方向移動可能に係合されたナット部材５ｂとを有している。該ねじ軸５ａは、ケース部材１０に対して回転自在に支持されている。

　図２において、ナット部材５ｂは、ねじ軸５ａの回転に対して回転不能且つ軸方向移動可能に係合されており、該ねじ軸５ａが回転すると、ナット部材５ｂが軸方向に移動するようになっている。ナット部材５ｂの側面には、ねじ軸５ａに直交する方向に突起部５ｃが形成されている。この突起部５ｃには、アーム部材６の一部が係合される。このように変換機構５は、回転運動を直線運動に変換できるように構成されている。なお、例えば、ねじ軸５ａのねじ溝の角度を大きくするほど、ナット部材５ｂの直線運動をねじ軸５ａの回転運動に変換することが容易になる。

　アーム部材６は、基端部６Ａと先端部６Ｂとを有している。該先端部６Ｂには、長孔状の孔部６ｂが形成されており、ナット部材５ｂの突起部５ｃが係合している。そして、基端部６Ａが、レンジ制御軸１８を中心に回動自在となるよう支持されている。これにより、アーム部材６は、ナット部材５ｂがねじ軸５ａの軸方向に移動するのに伴って、先端部６Ｂ側が揺動動作し、この揺動動作がレンジ制御軸１８を回動させることになる。

　図１において、レンジ位置検知センサ１１は、ディテントレバー２６の揺動角度、つまりレンジ制御軸１８の回動角度に対応した電圧（検知信号）を出力するように構成されている。

　スプール２１は、バルブボディ９内に配置されたマニュアルバルブ２０内のスプールであり、図１中左方側から順にランド２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有している。該スプール２１は、軸方向（矢印Ａ１－Ａ２方向）に移動自在に支持されており、軸方向に移動することにより、バルブボディ９内の油路を切り換えて、所定のシフトレンジを設定するものである。すなわち、Ｐレンジに対応するＰ位置，Ｒレンジに対応するＲ位置，Ｎレンジに対応するＮ位置，Ｄレンジに対応するＤ位置に移動できるようになっている。また、スプール２１は、ランド２１ａ，２１ｂ，２１ｃと一体の軸２４を有しており、該軸２４の先端にはＬ字形のフック２５が形成されている。

　ディテント機構７は、ディテントレバー２６と、ディテントスプリング２７と、ローラ２８とを有している。該ディテントレバー２６は、板状の部材であり、レンジ制御軸１８の他端部１８Ｂが固定される軸部３０を介して自動変速機（不図示）の一部によって揺動自在に支持されている。ディテントレバー２６の基端部（図１中の下方側の端部）には、長孔状の長孔３１が穿設されていて、この長孔３１には、上記スプール２１の軸２４の先端のフック２５が係合されている。一方、ディテントレバー２６の先端部（図１中の上方側の端部）には同図中の左から順に４個の切換え領域として左から順にレンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇが設けられている。そしてこれらレンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇの各間には、凸部ｂ，ｄ，ｆが形成されている。上記レンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇは、この順に、前述のスプール２１のＰ位置，Ｒ位置，Ｎ位置，Ｄ位置に大まかに対応している。ここで、「大まかに」とは、上記レンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇが、幅を持った領域（切換え領域）であるという意味である。ディテントスプリング２７は、略々長板状の部材によって形成されており、基端部３２が、図１に示すように、バルブボディ９に固定されるとともに先端には二股部３３が形成されている。この二股部３３の間に、ローラ２８が回動自在に支持されている。ディテントスプリング２７全体は板ばねとして作用し、その先端に回動自在に配置されているローラ２８をディテントレバー２６の各レンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇの傾斜面に押圧して、ディテントレバー２６を精度よく位置決め保持するようになっている。

　上述のように、本第１の実施の形態においては、ディテントレバー２６の揺動動作とスプール２１の矢印Ａ１－Ａ２方向の移動動作が連動していること、すなわちディテントレバー２６の位置とスプール２１の位置とが１対１に対応していることに基づき、スプール２１の位置を直接制御するのではなく、ディテントレバー２６の回動位置、つまりレンジ制御軸１８の回動位置を精度よく制御することで、スプール２１を精度よく制御するものである。

　パーキングギヤ機構８は、基端側がＬ字形に屈曲されて上述のディテントレバー２６に係合されたパーキングロッド３４と、このパーキングロッド３４の先端側に遊嵌されて移動可能な円錐状のウエッジ３５と、パーキングロッド３４に固定された鍔部３６とウエッジ３５とに連結されたばね３７と、パーキングロッド３４の先端側の下方に配置されたサポート３８と、このサポート３８との間にウエッジ３５が挿脱される、揺動自在なパーキングポール３９とを備えている。パーキングポール３９は、基端側の軸３９ａを中心にほぼ上下方向に揺動自在に配置されており、上側には自動変速機の出力軸（不図示）に固定されたパーキングギヤ２９に対して係脱可能な爪３９ｂが突設されている。

　次に、上記構成のレンジ切換え装置１の動作及びレンジ切換え装置１に基づく各機構の動作について、ＰレンジからＲレンジへの切換えを例に説明する。

　Ｐレンジにおいては、ディテント機構７のローラ２８は、図１中のレンジ溝ａ内に配置されている。運転者によってシフトレバー２が、ＰレンジからＲレンジに切り換えられると、これに対応したシフト信号Ｓ１が制御装置３に入力される。制御装置３によってモータ４が回転され、伝動ギヤ１２ａ，１２ｂを介してねじ軸５ａが回転される。この回転により、ナット部材５ｂが、軸方向に移動する。これに伴い、アーム部材６が揺動する。これにより、レンジ制御軸１８を介して、ディテントレバー２６が図１中反時計回り方向に回転するとともに、スプール２１が矢印Ａ１方向に移動する。制御装置３は、レンジ位置検知センサ１１の出力電圧がＰレンジからＲレンジへの切換えに対応する値になったときに、モータ４の回転を停止する。これにより、ローラ２８は、レンジ溝ａ内から凸部ｂを越えてレンジ溝ｃ内に入る。モータ４が停止されたことにより、ディテントレバー２６は、ディテントスプリング２７の弾性力に基づくローラ２８の付勢力により回転される。この回転によってローラ２８は、レンジ溝ｃ内に精度よく位置決め保持される。これにより、Ｐ位置にあったスプール２１は、精度よくＲ位置に配置されることになる。モータ４が停止されて、上述のディテント機構７の作用によってディテントレバー２６が回転されるときには、レンジ制御軸１８、アーム部材６を介してナット部材５ｂが軸方向に移動されてねじ軸５ａが回転されることになる。

　なお、他のシフトレンジの切換えについても上述と同様である。

　次に、レンジ切換え装置１において、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが取り付けられる部分について詳細に説明する。図３は、第１の実施の形態に係るレンジ切換え装置１において、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが抜き取られている状態及びアーム部材６を取り外した状態の概略を示す断面図であり、以下、図２及び図３を参照しながら説明する。

　ケース部材１０には、レンジ制御軸１８が貫通する貫通孔１０ａが形成されている。

　レンジ位置検知センサ１１は、検知素子としてのホールＩＣ１１ａ、ホールＩＣ１１ａが取り付けられ、磁気回路を構成するコア１１ｂ、並びにホールＩＣ１１ａ及びコア１１ｂを保持する保持部材１１ｃを有する検知部本体１１Ａと、磁石１１Ｂとを備えている。

　保持部材１１ｃは、ケース部材１０の内側に接着剤等で固定されており、ケース部材１０の貫通孔１０ａに対応する部分には、貫通孔１１ｄが形成されている。

　本第１の実施の形態では、レンジ切換え装置１は、ケース部材１０に対して回動自在に支持される支持部としてのロータ４０を備えている。具体的に説明すると、ロータ４０は、レンジ位置検知センサ１１の保持部材１１ｃに形成された貫通孔１１ｄに挿入され、ケース部材１０に固定された保持部材１１ｃに回動可能に支持されている。

　保持部材１１ｃとロータ４０との間には、磁石１１Ｂが配置され、該磁石１１Ｂは、ロータ４０に固定されており、ロータ４０と一体に回動する。ロータ４０は、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが取り付けられる凹部４１が形成されている。この凹部４１にレンジ制御軸１８の一端部１８Ａが挿入され、ロータ４０の凹部４１の反対側に位置する部分にアーム部材６の基端部６Ａが固定される。これにより、アーム部材６の揺動に伴って、レンジ制御軸１８がロータ４０及び磁石１１Ｂと一体に回動する。そして、レンジ位置検知センサ１１は、磁石１１Ｂの移動によるコア１１ｂの磁束の変化を検知素子としてのホールＩＣ１１ａにより検知することで、レンジ制御軸１８の回動位置を検知している。

　ここで、レンジ切換え装置１は、ケース部材１０とロータ４０との間に配置され、ケース部材１０と支持部との間をシールするシールリング（シール材）４２を備えている。そして、ロータ４０には、貫通孔ではなく、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが挿入される凹部４１が形成されている。

　つまり、レンジ制御軸１８は、貫通孔ではなく凹部４１によって支持されているので、水がケース部材１０の外部からレンジ制御軸１８を伝ってきたとしても、ロータ４０の凹部４１に阻まれ、ケース部材１０の内部には浸入し難く、貫通孔でレンジ制御軸１８を支持した場合と比較して、防水性が向上するものである。

　レンジ制御軸１８の一端部１８Ａは、角柱形状（断面が矩形）となるように面取りされている。具体的に説明すると、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａは、四角柱形状となるように面取りされて４つの面取り面が形成され、対向する面取り面同士が平行に形成されている。図２では、平行な２つの面取り面１８ａ，１８ｂが図示されている。なお、本第１の実施の形態では、４つの面取り面が形成されているが、これに限定するものではなく、少なくとも平行な２つの面取り面が形成されていればよい。

　ロータ４０の凹部４１は、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａに一致するように、角柱形状（四角柱形状）に凹んで形成されている。即ち、ロータ４０の凹部４１には、各面取り面に対向する側面が形成されており、図２では、２つの面取り面１８ａ，１８ｂに対向する平行な２つの側面４１ａ，４１ｂが図示されている。このように平行な２つの面取り面１８ａ，１８ｂと、平行な２つの側面４１ａ，４１ｂとを対向させることで、レンジ制御軸１８とロータ４０とを相対的に回動不能とすることができる。

　ここで、本第１の実施の形態では、ロータ４０の凹部４１とレンジ制御軸１８の一端部１８Ａとの間に遊びを持たせている。これは、ロータ４０の凹部４１とレンジ制御軸１８の一端部１８Ａとの形状が僅かでも異なった場合に、ロータ４０の凹部４１にレンジ制御軸１８の一端部１８Ａが取付不能となるのを回避するためである。そして、本第１の実施の形態では、レンジ切換え装置１は、ロータ４０の凹部４１に配置され、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａとロータ４０の凹部４１との遊びを除去する除去手段としての板ばね４３を備えている。そして、この板ばね４３は、一端部１８Ａの平行な２つの面取り面１８ａ，１８ｂと、凹部４１の平行な２つの側面４１ａ，４１ｂとの間に配置され、面取り面１８ａ，１８ｂと、２つの側面４１ａ，４１ｂとを押圧する押圧手段として機能する。この板ばね４３は、断面略コ字形状に形成されており、ロータ４０の凹部４１に嵌められている。具体的に説明すると、板ばね４３は、ロータ４０の凹部４１における底面４１ｃに対向する底板部４３ｃと、底板部４３ｃの両端部で折れ曲がり、凹部４１の外方（開口する側）に向かって延びる２つの側板部４３ａ，４３ｂとを有している。

　そして、板ばね４３の両方の側板部４３ａ，４３ｂには、断面略Ｖ字形状にレンジ制御軸１８側に屈曲されたばね部５１ａ，５１ｂが形成されている。レンジ制御軸１８の一端部１８Ａを凹部４１に挿入した際、板ばね４３の各ばね部５１ａ，５１ｂがレンジ制御軸１８の一端部１８Ａの各面取り面１８ａ，１８ｂに当接して弾性変形し、これによって、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが両側から押圧されて保持される。つまり、この板ばね４３によりレンジ制御軸１８の一端部１８Ａとロータ４０の凹部４１との遊びが除去される。そして、板ばね４３は、弾性変形することにより凹部４１の２つの側面４１ａ，４１ｂと、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａの２つの面取り面１８ａ，１８ｂとを押圧する。そして、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａは、板ばね４３を介して凹部４１に対して回動不能に嵌合して板ばね４３に保持される。このように、板ばね４３により保持されることにより、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが凹部４１に対して回動不能に嵌合し、レンジ制御軸１８がガタつくことなく、レンジ制御軸１８とロータ４０とが一体に回動することとなる。このように、レンジ制御軸１８が安定して回動するので、レンジ位置検知センサ１１により検知されるレンジ制御軸１８の回動位置の誤差が小さくなり、シフトレンジの切換え動作が安定する。

　次に、板ばね４３の一方の側板部４３ａには、対向する一方の側面４１ａに突出する突起部５２ａが形成されており、また、板ばね４３の他方の側板部４３ｂには、対向する他方の側面４１ｂに突出する突起部５２ｂが形成されている。そして、ロータ４０の凹部４１の２つの側面４１ａ，４１ｂには、板ばね４３の対向する突起部５２ａ，５２ｂが引っ掛る引掛り部５３ａ，５３ｂが形成されている。これにより、板ばね４３は、メンテナンス等でレンジ制御軸１８が引き抜かれた際やレンジ切換え装置１が車輌に搭載される前の運搬の際等に、該板ばね４３の両側板部４３ａ，４３ｂの突起部５２ａ，５２ｂが引掛り部５３ａ，５３ｂに引っ掛り、凹部４１から脱落するのが防止される。従って、メンテナンスや運搬時に板ばね４３が紛失するのを防止することができる。

　本第１の実施の形態では、ロータ４０は樹脂で形成されている。そしてロータ４０は、凹部４１の反対側に固定され、アーム部材６をロータ４０に固定するための金属で形成された固定部４５を有している。

　レンジ切換え装置１は、固定用ボルト４６と、両端に爪部４７ａ，４７ａを有する板部材４７と、を備えており、ロータ４０の固定部４５には、固定用ボルト４６が螺合するボルト穴４５ａと、板部材４７の爪部４７ａ，４７ａが嵌合する嵌合部４５ｂ，４５ｂとが形成されている。なお、アーム部材６には、固定用ボルト４６が貫通する孔６ｃと、爪部４７ａ，４７ａが貫通する孔６ｄ，６ｄとが形成されており、板部材４７には、固定用ボルト４６が貫通する孔４７ｂが形成されている。

　そして、アーム部材６は、板部材４７及び固定用ボルト４６によりロータ４０の固定部４５に固定される。具体的に説明すると、板部材４７の爪部４７ａ，４７ａをアーム部材６の孔６ｄ，６ｄを通じて嵌合部４５ｂ，４５ｂに嵌合し、板部材４７によりアーム部材６をロータ４０に押し付ける。この状態で固定用ボルト４６を板部材４７の孔４７ｂ及びアーム部材６の孔６ｃを通じてボルト穴４５ａに螺合することで、アーム部材６は板部材４７と共にロータ４０に一体に固定される。これにより、仮にアーム部材と支持部としてのロータとをボルトのみで固定した場合には、衝撃等でアーム部材がロータに対して回動方向にずれてしまうおそれがあるが、本第１の実施の形態では、爪部４７ａ，４７ａを有する板部材４７をアーム部材６の固定に用いたので、アーム部材６とロータ４０とをより強固に固定することができ、ロータ４０に対するアーム部材６のガタつきを防止することができる。

　ところで、本第１の実施の形態のようなレンジ切換え装置の変換機構にボールねじを採用することが考えられる。この際、ボールねじは、モータによって回転駆動されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に対して軸方向に移動可能に係合されたボールナットと、これらボールねじ軸とボールナット間に介装された多数のボールとを有して構成されており、アーム部材は、先端に二股部を形成し、この二股部によってボールねじ軸及びボールナットを挟み込むようにボールナットに連結しなくてはならない。つまり、例えばボールナットとアーム部材とを１箇所において連結させた場合、ボールナットは、ボールねじ軸に対してカタギを生じ、ボールが円滑に循環しなくなり、該ボールナットの動きが悪くなるという問題があった。

　これに対し、本第１の実施の形態においては、滑りねじを採用しており、ナット部材５ｂとアーム部材６との連結を１箇所によるものにすることができる。これにより、アーム部材６をロータ４０に固定用ボルト４６及び板部材４７で固定した際に、アーム部材６をナット部材５ｂに押し付けるだけでよく、これによりナット部材５ｂの動作が安定し、ナット部材５ｂに連結されているアーム部材６の動作が安定し、シフトレンジの切換え動作が安定する。

［第２の実施の形態］
　上記第１の実施の形態では、遊びを除去する除去手段である押圧手段が板ばね４３である場合について説明したが、本第２の実施の形態では、除去手段である押圧手段がレンジ制御軸１８の一端部１８Ａが圧入されるテーパ部である場合について説明する。なお、本第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

　図４は、第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置における要部の概略を示す断面図であり、図５は、第２の実施の形態に係るレンジ切換え装置１において、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが抜き取られている状態及びアーム部材６を取り外した状態の概略を示す断面図である。

　本第２の実施の形態において、レンジ切換え装置は、除去手段である押圧手段として、ロータ４０の凹部４１に固定され、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａにおける面取り面１８ａ，１８ｂに対向し、凹部４１の底面４１ｃに向かって先細りとなるテーパ部４８を備えている。ロータ４０は、本第２の実施の形態では、磁化されない金属で形成されており、テーパ部４８は、樹脂で形成されている。そして、テーパ部４８は、凹部４１の側面４１ａ，４１ｂに接着剤等で固定されている。なお、ロータ４０を樹脂で形成して、テーパ部４８をロータ４０と一体に形成してもよい。

　本第２の実施の形態では、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが４つの面取り面を有しているので、面取り面の数と同数の４つのテーパ部４８を備えている（図４、図５では、２つのテーパ部が図示されている）。そして、４つのテーパ部４８が凹部４１の底面４１ｃに対向する部分で連結されて一体に形成されている。なお、テーパ部４８の数は、これに限定するものではなく、少なくとも１つあればよい。

　これにより、テーパ部４８によってレンジ制御軸１８の一端部１８Ａをロータ４０の凹部４１にスムーズに案内することができる。さらにレンジ制御軸１８の一端部１８Ａをテーパ部４８に圧入することで、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａとロータ４０の凹部４１との遊びが除去される。そして、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａの圧入によって４つのテーパ部４８が圧縮変形することにより、凹部４１の平行な２つの側面４１ａ，４１ｂ及び不図示の平行な２つの側面がそれぞれのテーパ部４８に押圧され、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａの平行な２つの面取り面１８ａ，１８ｂ及び不図示の平行な２つの面取り面がそれぞれのテーパ部４８に押圧されるので、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａが強固に押えられ、レンジ制御軸１８がガタつくのを防止することができる。

　なお、上記第１、第２の実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

　上記第１の実施の形態では、レンジ切換え装置が、除去手段としての板ばね４３を備える場合について説明し、上記第２の実施の形態では、レンジ切換え装置が、除去手段としてのテーパ部４８を備える場合について説明したが、レンジ切換え装置が、除去手段として、板ばね４３及びテーパ部４８を備える場合であってもよい。具体的に説明すると、支持部としてのロータ４０の凹部４１に２つのテーパ部４８を対向配置すると共に、これに直交して板ばね４３を配置すればよい。この場合、レンジ制御軸１８の一端部１８Ａにおける一方の一対の面取り面が、板ばね４３に保持され、他方の一対の面取り面が、テーパ部４８に圧入されることとなる。これにより、より効果的にレンジ制御軸１８のガタつきを防止することができる。

　また、本実施の形態では、レンジ切換え装置の操作対象が、マニュアルバルブ及びパーキングギヤ機構等である場合について説明したが、レンジ切換え装置がレンジ制御軸を介して操作するものであれば、操作対象は特に限定されない。例えば、レンジ切換え装置が、レンジ制御軸を介してパーキングギヤ機構のみを切換え操作する場合にも適用可能である。

　本発明に係る車輌のレンジ切換え装置は、乗用車、トラック、バス、農機等の車輌に搭載され、レンジ制御軸を介してマニュアルバルブ、パーキングギヤ機構等を操作してシフトレンジを切り換えるのに用いることが可能であり、防水性の確保とレンジ制御軸のガタつき防止とが要求されるものに用いて好適である。

Claims

　シフトレンジ選択部の操作に応じて制御されるモータと、前記モータにより駆動する駆動部と、シフトレンジを切換え操作するシフトレンジ操作部に前記駆動部からの駆動力を伝達するレンジ制御軸の回動位置を検知する検知部と、を備えた車輌のレンジ切換え装置において、
　前記駆動部及び前記検知部を収容するケース部材と、
　前記ケース部材に対して回動自在に支持され、前記ケース部材との間がシールされると共に、前記レンジ制御軸の一端部が取り付けられる凹部が形成された支持部と、
　前記支持部の凹部に配置され、前記レンジ制御軸の一端部と前記支持部の凹部との遊びを除去する除去手段と、を備えた、
　ことを特徴とする車輌のレンジ切換え装置。
　前記レンジ制御軸の一端部には、少なくとも平行な２つの面取り面が形成されており、
　前記凹部には、前記面取り面に対向する平行な２つの側面が形成され、
　前記除去手段は、前記２つの面取り面と前記２つの側面との間に配置され、前記２つの面取り面と前記２つの側面とを押圧する押圧手段である、
　ことを特徴とする請求項１に記載の車輌のレンジ切換え装置。
　前記押圧手段は、断面略コ字形状に形成されて前記凹部に嵌り、前記２つの面取り面と前記２つの側面との間に弾性変形しつつ嵌合して前記レンジ制御軸の一端部を保持する板ばねである、
　ことを特徴とする請求項２に記載の車輌のレンジ切換え装置。
　前記板ばねには、前記２つの側面のそれぞれに突出する突起部が形成され、前記２つの側面には、前記突起部が引っ掛る引掛り部が形成されている、
　ことを特徴とする請求項３に記載の車輌のレンジ切換え装置。
　前記押圧手段は、前記凹部の底面に向かって先細りとなり、前記レンジ制御軸の一端部が圧入されるテーパ部である、
　ことを特徴とする請求項２に記載の車輌のレンジ切換え装置。
　前記駆動部は、前記モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構と、前記変換機構によって変換された直線運動を揺動運動に変換するアーム部材と、を有し、
　前記アーム部材が、前記支持部に取り付けられ、
　前記アーム部材の揺動運動により、前記支持部と一体に前記レンジ制御軸が回動する、
　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車輌のレンジ切換え装置。
　固定用ボルトと、両端に爪部を有する板部材と、を備え、
　前記支持部は、前記板部材の爪部が嵌合する嵌合部を有し、
　前記アーム部材を介して前記板部材の爪部を前記支持部の嵌合部に嵌合し、前記固定用ボルトにより、前記板部材及び前記アーム部材を前記支持部に一体に固定した、
　ことを特徴とする請求項６に記載の車輌のレンジ切換え装置。