WO2022224880A1 - シフト装置 - Google Patents

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WO2022224880A1
WO2022224880A1 PCT/JP2022/017626 JP2022017626W WO2022224880A1 WO 2022224880 A1 WO2022224880 A1 WO 2022224880A1 JP 2022017626 W JP2022017626 W JP 2022017626W WO 2022224880 A1 WO2022224880 A1 WO 2022224880A1
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shift
lever
rotation
gear
worm
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Inventor
茂樹 吉田
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B60K20/02Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/28Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for preventing unauthorised access to the controlling member or its movement to a command position

Definitions

  • the present invention relates to a shift device in which a shift body is moved to change the shift position.
  • a lock element is inserted into the lock contour of the operating element (locking cam) to lock the rotation of the operating element.
  • the projection of the locking element is inserted into the control contour (groove) of the adjusting ring, and the adjusting ring is rotated by an electric motor to change the insertion position of the projection into the control contour. , the locking element is moved to the operating element side and inserted into the locking contour of the operating element.
  • An object of the present invention is to obtain a shift device that can appropriately lock the movement of the shift body even when the shift body is moved at high speed in consideration of the above facts.
  • a shift device comprises: a shift body that is moved to change a shift position; a rotary gear that is rotated by the movement of the shift body; a lock gear that locks the shift body to lock the movement of the shift body; and a release mechanism for releasing the
  • a shift device is the shift device according to the first aspect of the present invention, wherein when the unlocking mechanism unlocks the rotation of the rotary gear, the unlocking mechanism follows the rotation of the rotary gear. to rotate the lock gear.
  • a shift device is the shift device according to the first aspect or the second aspect of the present invention, in which axial movement of the lock gear is permitted to allow rotation of the rotary gear and movement of the shift body. is allowed.
  • a shift device is the shift device according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the release mechanism is moved to the rotary gear by applying a moving operation force to the shift body. is unlocked and the shift body is moved.
  • a shift device is the shift device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, wherein the release mechanism is activated by driving the rotary gear or the lock gear. is unlocked and the shift body is moved.
  • the shift body is moved to change the shift position and rotate the rotary gear.
  • the lock gear is meshed with the rotary gear, and the lock gear locks the rotation of the rotary gear to lock the movement of the shift body.
  • the unlocking mechanism unlocks the rotation of the rotary gear and unlocks the movement of the shift body.
  • the lock gear is meshed with the rotary gear, the lock gear locks the rotation of the rotary gear, and the movement of the shift body is locked. Therefore, even when the shift body is moved at high speed, the movement of the shift body can be locked simply by maintaining the locking of the rotation of the rotary gear by the lock gear, and the movement of the shift body can be appropriately locked.
  • the unlocking mechanism when the unlocking mechanism unlocks the rotation of the rotary gear, the unlocking mechanism rotates the lock gear following the rotation of the rotary gear. Therefore, it is possible to prevent the rotation of the rotary gear from being restricted by the lock gear.
  • axial movement of the lock gear is permitted, and rotation of the rotary gear and movement of the shift body are permitted. Therefore, by detecting at least one of the movement of the lock gear in the axial direction, the rotation of the rotary gear, and the movement of the shift body, it is possible to detect the action of the rotational force on the rotary gear.
  • the release mechanism unlocks the rotation of the rotary gear by applying a movement operation force to the shift body, and the shift body is moved. Therefore, the shift body can be moved by the action of the movement operation force on the shift body.
  • the release mechanism unlocks the rotation of the rotary gear and the shift body is moved. Therefore, the shift body can be moved by driving the rotary gear or the lock gear.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a shift device according to an embodiment of the present invention, viewed obliquely from the front left;
  • FIG. FIG. 3 is a left side view showing the moderation mechanism and the like of the shift device according to the embodiment of the present invention;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the left side showing the moderation mechanism and the like of the shift device according to the embodiment of the present invention;
  • FIG. 3 is a perspective view seen obliquely from the rear right, showing the lock mechanism and the like of the shift device according to the embodiment of the present invention;
  • FIG. 5 is a left side view showing the lock mechanism when the lever is placed at the "N" position in the shift device according to the embodiment of the present invention;
  • FIG. 4 is a left side view showing the lock mechanism when the shift device according to the embodiment of the present invention allows the lever to rotate forward from the "N" position;
  • FIG. 4 is a left side view showing the lock mechanism when the lever is allowed to rotate rearward from the "N" position in the shift device according to the embodiment of the present invention;
  • FIG. 1 shows an exploded perspective view of a shift device 10 according to an embodiment of the present invention as viewed obliquely from the front left.
  • the front of the shift device 10 is indicated by an arrow FR
  • the left of the shift device 10 is indicated by an arrow LH
  • the upper side of the shift device 10 is indicated by an arrow UP.
  • the shift device 10 is installed in the console of the vehicle, and the front, left, and upper sides of the shift device 10 are oriented toward the front, left, and upper sides of the vehicle, respectively.
  • the shift device 10 is provided with a substantially rectangular parallelepiped box-shaped plate 12, and the plate 12 is fixed within the console.
  • a left plate 12A is provided on the left side of the plate 12, and a right plate 12B is provided on the right side of the plate 12.
  • the plate 12 is constructed by assembling the left plate 12A and the right plate 12B. ing.
  • a substantially bar-shaped lever 14 as a shift body is provided in the plate 12 .
  • Approximately cylindrical rotating shafts 14A and 14B are integrally formed on the left and right sides of the vertical intermediate portion of the lever 14, respectively, and the rotating shafts 14A and 14B protrude leftward and rightward, respectively. and are arranged coaxially with each other.
  • the rotating shaft 14A and the rotating shaft 14B are rotatably supported by the left wall and the right wall of the plate 12, respectively. movement, rotation) are enabled.
  • a cylindrical biasing hole 14C (see FIG. 2B) is formed in the rotating shaft 14A, and the biasing hole 14C extends in the radial direction of the rotating shaft 14A and opens downward.
  • the upper part of the lever 14 rotatably projects above the plate 12 and rotatably projects above the console (inside the vehicle).
  • a columnar knob 14D is fixed (see FIG. 2A).
  • the lever 14 is rotatable by a vehicle occupant (particularly a driver) while the knob 14D is held, and the lever 14 (knob 14D) is rotatably operated from the front side to the rear side.
  • the shift positions of the lever 14 are "P" position (parking position), "R” position (reverse position), “N” position (neutral position), “D” position (drive position) and “M” position ( manual position) in this order.
  • the lever 14 is rotatable in a range from the "P" position to the "M” position, and the rotation angle between each shift position of the lever 14 is the same (for example, 22.5°). .
  • a substantially disc-shaped magnet 14E (see FIG. 3) is coaxially fixed to the rotating shaft 14B of the lever 14 as a detected part. ) and integrally rotated.
  • a detection device 16 as a detection mechanism is magnetically connected to the magnet 14E.
  • the detection device 16 detects the rotational position of the magnet 14E (rotational position of the magnetic field generated by the magnet 14E), and detects the position of the rotating shaft 14B. Detects the rotational position of Thereby, the rotation position of the lever 14 is detected, and the shift position of the lever 14 is detected.
  • the detection device 16 is electrically connected to a control device 18 of the vehicle, and the control device 18 is electrically connected to an automatic transmission 20 (transmission) of the vehicle.
  • a moderation mechanism 22 (see FIGS. 2A and 2B) is provided as an urging mechanism on the left side of the lever 14 .
  • the detent mechanism 22 is provided with a substantially cylindrical detent gear 24 as a connecting member, and the detent gear 24 is a worm wheel.
  • the rotation shaft 14A of the lever 14 is coaxially passed through and fitted into the detent gear 24, and the detent gear 24 is rotatable around the rotation shaft 14A.
  • the axial movement of the detent gear 24 is restricted, and the rotation of the detent gear 24 is restricted as will be described later.
  • a plurality of recesses 24A each having a semicircular cross section are formed on the inner peripheral surface of the detent gear 24, and the recesses 24A extend in the axial direction of the detent gear 24. As shown in FIG.
  • the plurality of recesses 24A are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the detent gear 24, and the arrangement interval angle of each recess 24A is the same as the rotation angle of the lever 14 between the shift positions.
  • the detent mechanism 22 is provided with a substantially cylindrical detent pin 26 as a biasing member.
  • the tip surface protrudes in a spherical shape.
  • the detent mechanism 22 is provided with detent springs 28 (compression coil springs) as biasing means.
  • the detent spring 28 is suspended between the bottom surface (upper side surface) of the biasing hole 14C and the base end surface (upper side surface) of the detent pin 26, and the detent spring 28 biases the detent pin 26 downward. is doing.
  • the detent pin 26 is inserted into the recess 24A of the detent gear 24 by the biasing force of the detent spring 28, and fitted into the recess 24A in the circumferential direction of the detent gear 24. be done. Therefore, the rotational position of the rotary shaft 14A is held, and the lever 14 is held at each shift position (biased toward each shift position).
  • a driving mechanism 30 as a moving mechanism is provided on the left side of the lever 14 .
  • the drive mechanism 30 is provided with a drive motor 32 as a drive device, and the drive motor 32 is fixed to the front wall of the left plate 12A and arranged inside the plate 12 .
  • the output shaft 32A of the drive motor 32 extends rearward, and its movement in the front-rear direction (axial direction) is restricted. It is
  • the connecting worm 34 is immovable forward and movable rearward with respect to the output shaft 32A, and the connecting worm 34 is immovable relative to the output shaft 32A.
  • a substantially cylindrical holder 36 is arranged on the rear side of the connecting worm 34, and the inside of the holder 36 is divided into a front side portion and a rear side portion by a cylindrical holder wall 36A.
  • a cylindrical holder shaft 38 is fitted in the rear portion of the holder 36 , and the holder shaft 38 extends forward from the rear wall of the left plate 12A to support the holder 36 .
  • a holder spring 40 (compression coil spring) is stretched between the holder wall 36A and the holder shaft 38, and the holder spring 40 biases the holder 36 (holder wall 36A) forward.
  • the rear end (tip) of the connecting worm 34 is fitted in the front portion of the holder 36, and the holder wall 36A urges the connecting worm 34 forward to move the connecting worm 34 rearward. is restricted.
  • connection worm 34 is arranged below the detent gear 24 and meshes (communicates) with the lower end of the detent gear 24 , and restricts the rotation of the detent gear 24 . Further, when the communication worm 34 is rotated, the moderation gear 24 is rotated.
  • the drive motor 32 is electrically connected to the control device 18 (see FIG. 3). Under the control of the control device 18, the drive motor 32 is driven and the connecting worm 34 is integrated with the output shaft 32A of the drive motor 32. rotated. Therefore, the detent gear 24 is rotated to rotate the rotating shaft 14A of the lever 14 via the detent pin 26, thereby rotating the lever 14 and changing the shift position of the lever 14.
  • FIG. 3 The drive motor 32 is electrically connected to the control device 18 (see FIG. 3). Under the control of the control device 18, the drive motor 32 is driven and the connecting worm 34 is integrated with the output shaft 32A of the drive motor 32. rotated. Therefore, the detent gear 24 is rotated to rotate the rotating shaft 14A of the lever 14 via the detent pin 26, thereby rotating the lever 14 and changing the shift position of the lever 14.
  • a lock mechanism 42 (see FIG. 3) is provided below the lever 14 .
  • a worm wheel 44 as a rotating gear is provided in the lock mechanism 42 , and the worm wheel 44 is formed at the lower end of the lever 14 .
  • the rotation center axis of the worm wheel 44 is arranged coaxially with the rotation center axis of the lever 14 , and the worm wheel 44 is rotated by rotating the lever 14 .
  • a worm 46 as a lock gear is arranged below the worm wheel 44 , and the worm 46 is meshed with the lower end of the worm wheel 44 .
  • the worm 46 locks the rotation of the worm wheel 44 , thereby locking the rotation of the lever 14 .
  • the front and rear of the worm 46 are coaxially shafted, and the front and rear of the worm 46 are rotatable and axially rotatable on the front wall of the plate 12 and the rear within the plate 12, respectively. supported so that it can be moved to
  • the front and rear portions of the worm 46 are coaxially fitted in annular disk-shaped front holders 48 and rear holders 50, respectively. , are restrained from moving rearward and forward relative to the worm 46, respectively.
  • the front and rear portions of the worm 46 are inserted in front springs 52 (compression coil springs) and rear springs 54 (compression coil springs) as biasing portions, respectively. and the front holder 48 , and the rear spring 54 is stretched between the rear portion in the plate 12 and the rear holder 50 .
  • the front spring 52 biases the worm 46 rearward
  • the rear spring 54 biases the worm 46 forward. limiting (see FIG. 4A).
  • the angle at which the worm 46 is allowed to move in the front-rear direction and the lever 14 is allowed to rotate in the front-rear direction is set smaller than the rotation angle of the lever 14 between the shift positions.
  • the shift position of the lever 14 is not changed even if the movement in the direction is permitted and the pivoting operation of the lever 14 in the front-rear direction is permitted.
  • a motor 56 as a release mechanism is provided on the rear side of the worm 46 , and the motor 56 is fixed to the rear wall of the plate 12 and arranged inside the plate 12 .
  • An output shaft 56A of the motor 56 extends forward, and the output shaft 56A is coaxially inserted into the rear portion of the worm 46. As shown in FIG.
  • the worm 46 is movable in the longitudinal direction with respect to the output shaft 56A, and the worm 46 cannot rotate relative to the output shaft 56A.
  • the motor 56 is electrically connected to the control device 18 , and the motor 56 is driven under the control of the control device 18 so that the worm 46 rotates integrally with the output shaft 56A of the motor 56 . Therefore, the rotation lock of the worm wheel 44 by the worm 46 is released, and the worm wheel 44 is rotated, thereby rotating the lever 14 .
  • a foot brake 58 is electrically connected to the control device 18 as a vehicle release operation unit, and the vehicle is braked when the foot brake 58 is operated by the occupant.
  • a vehicle speed sensor 60 is electrically connected to the control device 18, and the speed sensor 60 detects the speed of the vehicle.
  • the worm 46 locks the rotation of the worm wheel 44 of the lever 14, and the rotation of the lever 14 is locked. Therefore, if the condition for releasing the rotation lock of the lever 14 is not satisfied (for example, the foot brake 58 is not operated when the lever 14 is placed at the "P" position, or the speed of the vehicle detected by the speed sensor 60 is At a predetermined speed (for example, 1 km/h) or higher, the rotation of the lever 14 is locked, and the change of the shift position of the lever 14 is locked.
  • a predetermined speed for example, 1 km/h
  • the condition for releasing the rotation lock of the lever 14 is satisfied (for example, when the lever 14 is placed at the "P" position, the foot brake 58 is operated and the vehicle speed detected by the speed sensor 60 reaches a predetermined speed).
  • the speed e.g., less than 1 km/h
  • the detection device 16 detects the rotation of the lever 14
  • the motor 56 is driven under the control of the control device 18 to rotate the worm 46
  • the worm wheel 44 is rotated by the rotation operation of the lever 14 .
  • the rotation operation of the lever 14 is assisted by the driving force of the motor 56, and the rotation lock of the lever 14 is released, thereby permitting the shift position of the lever 14 to be changed.
  • the shift range of the automatic transmission 20 is changed to the shift position of the lever 14 under the control of the control device 18. is changed to the shift range corresponding to
  • the shift range of the automatic transmission 20 is automatically changed under the control of the control device 18.
  • the drive motor 32 is driven in the drive mechanism 30 under the control of the control device 18 based on the shift position of the lever 14 detected by the detection device 16.
  • the connecting worm 34, the detent gear 24, and the rotating shaft 14A (including the detent pin 26) of the lever 14 are rotated while the worm 46 is allowed to move in the front-rear direction, and the lever 14 is rotated.
  • the motor 56 is driven under the control of the control device 18, and the worm 46 is rotated.
  • the worm wheel 44 and the worm 46 of the lever 14 are engaged with each other, so that the rotation of the worm wheel 44 is locked by the worm 46 (so-called self-lock), and the rotation of the lever 14 is locked. Therefore, even when the lever 14 is rotated at a high speed, the rotation of the lever 14 can be locked only by maintaining the lock of the rotation of the worm wheel 44 by the worm 46, and the rotation of the lever 14 can be controlled appropriately (for example, instantaneously). and securely) can be locked. Furthermore, the structure for locking the rotation of the lever 14 can be simplified, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced. Moreover, the rotation of the lever 14 can be locked regardless of the rotation position of the lever 14, and the rotation of the lever 14 can be locked at all shift positions of the lever 14.
  • the detection device 16 can detect the rotation of the worm wheel 44 and the rotation of the lever 14 to detect the action of the rotation force on the lever 14 (the action of the rotation force on the worm wheel 44).
  • the rotation of the worm wheel 44 can be unlocked by driving the motor 56 .
  • the detection device 16 detects the rotation of the worm wheel 44 and the rotation of the lever 14 to detect the action of rotational force on the worm wheel 44 .
  • the detection mechanism may detect at least one of movement of the worm 46 in the longitudinal direction, rotation of the worm wheel 44 and rotation of the lever 14 to detect the action of the rotational force on the worm wheel 44 .
  • the drive motor 32 drives the lever 14 (worm wheel 44 ) so that the motor 56 is driven to unlock the rotation of the worm wheel 44 and rotate the lever 14 .
  • the worm 46 may be driven by the motor 56 without providing the drive motor 32 , so that the rotation of the worm wheel 44 is unlocked by driving the motor 56 and the lever 14 may be rotated.
  • a mechanism is provided in the detent mechanism 22 that separates the detent pin 26 from the recess 24A of the detent gear 24 against the biasing force of the detent spring 28 while the lever 14 is rotated by driving the motor 56.
  • the shift device 10 is of a so-called stationary type, and the moderation mechanism 22 urges the lever 14 toward each shift position.
  • the shift device 10 may be of a so-called momentary type, and the lever 14 may be biased toward the "H" position from a shift position other than the "H” position (home position). In this case, when the lever 14 is rotated from a shift position other than the "H" position toward the "H” position by an urging force (the rotation of the lever 14 is detected due to the movement of the worm 46 in the longitudinal direction). When the device 16 detects the be done.
  • the lever 14 (shift body) is rotated.
  • the shift body may slide or be rotated around the central axis.
  • the lever 14 (shift body) and the worm wheel 44 (rotary gear) are integrated.
  • the shift body and the rotary gear may be made separate.
  • the shift body and the rotary gear are communicated by, for example, a gear mechanism, so that the shift body is moved and the rotary gear is rotated.
  • the shift device 10 is installed in the console.
  • the shift device 10 may be installed on the instrument panel or steering column.

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Abstract

シフト装置では、レバーのウォームホイールとウォームとが噛合されることで、ウォームホイールの回転がウォームによりロックされて、レバーの回動がロックされている。このため、レバーが高速で回動される場合でも、ウォームホイールの回転のウォームによるロックを維持するのみでレバーの回動をロックでき、レバーの回動を適切にロックできる。

Description

シフト装置
 本発明は、シフト体が移動されてシフト位置が変更されるシフト装置に関する。
 特表2016-539836号公報に記載のシフト装置では、操作要素(係止カム)のロック輪郭にロック要素が挿入されて、操作要素の回転がロックされる。
 ここで、この操作装置では、ロック要素の突起が調整リングの制御輪郭(溝)に挿入されており、電動モータにより調整リングが回転されて、突起の制御輪郭への挿入位置が変更されることで、ロック要素が、操作要素側に移動されて、操作要素のロック輪郭に挿入される。
 本発明は、上記事実を考慮し、シフト体が高速で移動される場合でもシフト体の移動を適切にロックできるシフト装置を得ることが目的である。
 本発明の第1態様のシフト装置は、移動されてシフト位置が変更されるシフト体と、前記シフト体が移動されて回転される回転ギアと、前記回転ギアと噛合され、前記回転ギアの回転をロックして前記シフト体の移動がロックされるロックギアと、前記回転ギアへの回転力の作用が検出された場合に前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体の移動のロックが解除される解除機構と、を備える。
 本発明の第2態様のシフト装置は、本発明の第1態様のシフト装置において、前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除する場合に前記解除機構が前記回転ギアの回転に追従して前記ロックギアを回転させる。
 本発明の第3態様のシフト装置は、本発明の第1態様又は第2態様のシフト装置において、前記ロックギアの軸方向への移動が許容されて前記回転ギアの回転及び前記シフト体の移動が許容される。
 本発明の第4態様のシフト装置は、本発明の第1態様~第3態様の何れか1つのシフト装置において、前記シフト体に移動操作力が作用されることで前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体が移動される。
 本発明の第5態様のシフト装置は、本発明の第1態様~第4態様の何れか1つのシフト装置において、前記回転ギア又は前記ロックギアが駆動されることで前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体が移動される。
 本発明の第1態様のシフト装置では、シフト体が移動されて、シフト位置が変更されると共に、回転ギアが回転される。また、ロックギアが回転ギアと噛合されており、ロックギアが回転ギアの回転をロックして、シフト体の移動がロックされる。さらに、回転ギアへの回転力の作用が検出された場合に、解除機構が回転ギアの回転のロックを解除して、シフト体の移動のロックが解除される。
 ここで、上述の如く、ロックギアが回転ギアと噛合されており、ロックギアが回転ギアの回転をロックして、シフト体の移動がロックされる。このため、シフト体が高速で移動される場合でも、回転ギアの回転のロックギアによるロックを維持するのみでシフト体の移動をロックでき、シフト体の移動を適切にロックできる。
 本発明の第2態様のシフト装置では、解除機構が回転ギアの回転のロックを解除する場合に、解除機構が、回転ギアの回転に追従して、ロックギアを回転させる。このため、回転ギアの回転がロックギアによって制限されることを抑制できる。
 本発明の第3態様のシフト装置では、ロックギアの軸方向への移動が許容されて、回転ギアの回転及びシフト体の移動が許容される。このため、ロックギアの軸方向への移動、回転ギアの回転及びシフト体の移動の少なくとも1つを検出して、回転ギアへの回転力の作用を検出できる。
 本発明の第4態様のシフト装置では、シフト体に移動操作力が作用されることで、解除機構が回転ギアの回転のロックを解除して、シフト体が移動される。このため、シフト体への移動操作力の作用によりシフト体を移動させることができる。
 本発明の第5態様のシフト装置では、回転ギア又はロックギアが駆動されることで、解除機構が回転ギアの回転のロックを解除して、シフト体が移動される。このため、回転ギア又はロックギアの駆動によりシフト体を移動させることができる。
本発明の実施形態に係るシフト装置を示す左斜め前方から見た分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置の節度機構等を示す左方から見た側面図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置の節度機構等を示す左方から見た断面図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置のロック機構等を示す右斜め後方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「N」位置に配置される際におけるロック機構を示す左方から見た側面図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーの「N」位置から前側への回動操作が許容される際におけるロック機構を示す左方から見た側面図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーの「N」位置から後側への回動操作が許容される際におけるロック機構を示す左方から見た側面図である。
 図1には、本発明の実施形態に係るシフト装置10が左斜め前方から見た分解斜視図にて示されている。なお、図面では、シフト装置10の前方を矢印FRで示し、シフト装置10の左方を矢印LHで示し、シフト装置10の上方を矢印UPで示している。
 本実施形態に係るシフト装置10は、車両のコンソールに設置されており、シフト装置10の前方、左方及び上方は、それぞれ車両の前方、左方及び上方に向けられている。
 図1に示す如く、シフト装置10には、略直方体形箱状のプレート12が設けられており、プレート12は、コンソール内に固定されている。プレート12の左側には、左プレート12Aが設けられると共に、プレート12の右側には、右プレート12Bが設けられており、プレート12は、左プレート12Aと右プレート12Bとが組付けられて構成されている。
 プレート12内には、シフト体としての略棒状のレバー14が設けられている。レバー14の上下方向中間部の左側及び右側には、それぞれ略円柱状の回転軸14A及び回転軸14Bが一体形成されており、回転軸14A及び回転軸14Bは、それぞれ左方及び右方に突出されると共に、互いに同軸上に配置されている。回転軸14A及び回転軸14Bは、それぞれプレート12の左壁及び右壁に回転可能に支持されており、これにより、レバー14が回転軸14A及び回転軸14Bを中心軸として前後方向に回動(移動、回転)可能にされている。回転軸14Aには、円柱状の付勢孔14C(図2B参照)が形成されており、付勢孔14Cは、回転軸14Aの径方向に延伸されると共に、下側に開放されている。
 レバー14の上側部分は、プレート12の上側に回動可能に突出されて、コンソールの上側(車室内)に回動可能に突出されており、レバー14の上端部には、把持部としての台形柱状のノブ14Dが固定されている(図2A参照)。レバー14は、車両の乗員(特に運転者)により、ノブ14Dが把持された状態で、回動操作可能にされており、レバー14(ノブ14D)が前側から後側に回動操作されることで、レバー14のシフト位置が、「P」位置(パーキング位置)、「R」位置(リバース位置)、「N」位置(ニュートラル位置)、「D」位置(ドライブ位置)及び「M」位置(マニュアル位置)にこの順番で変更される。レバー14は、「P」位置から「M」位置までの範囲で回動可能にされており、レバー14の各シフト位置間の回動角度は、同一(例えば22.5°)にされている。
 レバー14の回転軸14Bには、被検出部としての略円板状のマグネット14E(図3参照)が同軸上に固定されており、マグネット14Eは、回転軸14Bの回転(レバー14の回動)と一体回転される。マグネット14Eには、検出機構としての検出装置16が磁気的に連絡されており、検出装置16は、マグネット14Eの回転位置(マグネット14Eが発生する磁場の回転位置)を検出して、回転軸14Bの回転位置を検出する。これにより、レバー14の回動位置が検出されて、レバー14のシフト位置が検出される。検出装置16は、車両の制御装置18に電気的に接続されており、制御装置18には、車両の自動変速機20(変速機)が電気的に接続されている。
 レバー14の左側には、付勢機構としての節度機構22(図2A及び図2B参照)が設けられている。
 節度機構22には、連絡部材としての略円筒状の節度ギア24が設けられており、節度ギア24は、ウォームホイールにされている。節度ギア24内には、レバー14の回転軸14Aが同軸上に貫通かつ嵌合されており、節度ギア24は、回転軸14Aを中心軸として回転可能にされている。節度ギア24の軸方向への移動は、規制されており、後述の如く、節度ギア24の回転は、規制されている。節度ギア24の内周面には、被付勢部としての断面半円状の凹部24Aが複数形成されており、凹部24Aは、節度ギア24の軸方向に延伸されている。複数の凹部24Aは、節度ギア24の周方向に等間隔に配置されており、各凹部24Aの配置間隔角度は、レバー14の各シフト位置間の回動角度と同一にされている。
 節度機構22には、付勢部材としての略円柱状の節度ピン26が設けられており、節度ピン26は、レバー14の回転軸14Aの付勢孔14C内に移動可能に嵌入されると共に、先端面(下側面)が球面状に突出されている。
 節度機構22には、付勢手段としての節度スプリング28(圧縮コイルスプリング)が設けられている。節度スプリング28は、付勢孔14Cの底面(上側面)と節度ピン26の基端面(上側面)との間に掛渡されており、節度スプリング28は、節度ピン26を下側に付勢している。
 レバー14が各シフト位置に配置される際には、節度スプリング28の付勢力により、節度ピン26が、節度ギア24の凹部24Aに挿入されて、節度ギア24の周方向において凹部24Aに嵌合される。このため、回転軸14Aの回転位置が保持されて、レバー14が各シフト位置に保持される(各シフト位置側に付勢される)。
 レバー14が回動操作されて、レバー14のシフト位置が変更される際には、回転軸14Aが回転されて、節度ピン26が回動される。このため、節度スプリング28の付勢力に抗して、節度ピン26が基端側に移動されつつ凹部24Aから離脱された後に、節度スプリング28の付勢力により、節度ピン26が先端側に移動されつつ当該凹部24Aに隣設される凹部24Aに挿入される。このため、レバー14の回動操作に回動抵抗力が作用された後に回動補助力が作用されて、レバー14の回動操作に節度感が作用される。
 レバー14の左側には、移動機構としての駆動機構30が設けられている。
 駆動機構30には、駆動装置としての駆動モータ32が設けられており、駆動モータ32は、左プレート12Aの前壁に固定されて、プレート12内に配置されている。駆動モータ32の出力軸32Aは、後方に延出されると共に、前後方向(軸方向)への移動が規制されており、出力軸32Aは、被連絡部材としての連絡ウォーム34内に同軸上に挿入されている。連絡ウォーム34は、出力軸32Aに対し、前方に移動不能にされると共に、後方に移動可能にされており、連絡ウォーム34は、出力軸32Aに対し相対回転不能にされている。
 連絡ウォーム34の後側には、略円筒状のホルダ36が配置されており、ホルダ36内は、円柱状のホルダ壁36Aにより、前側部分と後側部分とに分割されている。ホルダ36内の後側部分には、円柱状のホルダ軸38が嵌入されており、ホルダ軸38は、左プレート12Aの後壁から前方に延出されて、ホルダ36を支持している。ホルダ壁36Aとホルダ軸38との間には、ホルダスプリング40(圧縮コイルスプリング)が掛渡されており、ホルダスプリング40は、ホルダ36(ホルダ壁36A)を前方に付勢している。ホルダ36内の前側部分には、連絡ウォーム34の後端部(先端部)が嵌入されており、ホルダ壁36Aは、連絡ウォーム34を前方に付勢して、連絡ウォーム34の後方への移動を制限している。
 連絡ウォーム34は、節度ギア24の下側に配置されて、節度ギア24の下端と噛合(連絡)されており、連絡ウォーム34は、節度ギア24の回転を規制している。また、連絡ウォーム34が回転された際には、節度ギア24が回転される。
 駆動モータ32は、制御装置18に電気的に接続されており(図3参照)、制御装置18の制御により、駆動モータ32が駆動されて、連絡ウォーム34が駆動モータ32の出力軸32Aと一体回転される。このため、節度ギア24が回転されて、節度ピン26を介してレバー14の回転軸14Aが回転されることで、レバー14が回動されて、レバー14のシフト位置が変更される。
 レバー14の下側には、ロック機構42(図3参照)が設けられている。
 ロック機構42には、回転ギアとしてのウォームホイール44が設けられており、ウォームホイール44は、レバー14の下端部に形成されている。ウォームホイール44の回転中心軸線は、レバー14の回動中心軸線と同軸上に配置されており、レバー14が回動されて、ウォームホイール44が回転される。
 ウォームホイール44の下側には、ロックギアとしてのウォーム46が配置されており、ウォーム46は、ウォームホイール44の下端と噛合されている。ウォーム46は、ウォームホイール44の回転をロックしており、これにより、レバー14の回動がロックされている。ウォーム46の前部及び後部は、同軸上の軸部にされており、ウォーム46の前部及び後部は、それぞれプレート12の前壁及びプレート12内の後部に回転可能及び前後方向(軸方向)に移動可能に支持されている。
 ウォーム46の前部及び後部は、それぞれ円環板状の前ホルダ48及び後ホルダ50に同軸上に嵌入されており、前ホルダ48及び後ホルダ50は、ウォーム46に対し回転可能にされると共に、それぞれウォーム46に対する後側及び前側への移動を規制されている。ウォーム46の前部及び後部は、それぞれ付勢部としての前スプリング52(圧縮コイルスプリング)内及び後スプリング54(圧縮コイルスプリング)内に挿入されており、前スプリング52は、プレート12の前壁と前ホルダ48との間に掛渡されると共に、後スプリング54は、プレート12内の後部と後ホルダ50との間に掛渡されている。前スプリング52は、ウォーム46を後側に付勢すると共に、後スプリング54は、ウォーム46を前側に付勢しており、前スプリング52及び後スプリング54は、ウォーム46の前後方向への移動を制限している(図4A参照)。
 レバー14に前側への所定値以上の回動操作力が作用された際には、ウォームホイール44に回転力が作用されて、後スプリング54の付勢力に抗してウォーム46の後側への移動が許容されることで、ウォームホイール44の回転が許容されて、レバー14の前側への回動操作が許容される(図4B参照)。レバー14に後側への所定値以上の回動操作力が作用された際には、ウォームホイール44に回転力が作用されて、前スプリング52の付勢力に抗してウォーム46の前側への移動が許容されることで、ウォームホイール44の回転が許容されて、レバー14の後側への回動操作が許容される(図4C参照)。ウォーム46の前後方向への移動が許容されてレバー14の前後方向への回動操作が許容される角度は、レバー14の各シフト位置間の回動角度より小さくされており、ウォーム46の前後方向への移動が許容されてレバー14の前後方向への回動操作が許容されても、レバー14のシフト位置は、変更されない。
 ウォーム46の後側には、解除機構としてのモータ56が設けられており、モータ56は、プレート12の後壁に固定されて、プレート12内に配置されている。モータ56の出力軸56Aは、前方に延出されおり、出力軸56Aは、ウォーム46の後部内に同軸上に挿入されている。ウォーム46は、出力軸56Aに対し前後方向に移動可能にされており、ウォーム46は、出力軸56Aに対し相対回転不能にされている。
 モータ56は、制御装置18に電気的に接続されており、制御装置18の制御により、モータ56が駆動されて、ウォーム46がモータ56の出力軸56Aと一体回転される。このため、ウォーム46によるウォームホイール44の回転ロックが解除されて、ウォームホイール44が回転されることで、レバー14が回動される。
 制御装置18には、車両の解除操作部としてのフットブレーキ58が電気的に接続されており、フットブレーキ58が乗員により操作されることで、車両が制動される。制御装置18には、車両の速度センサ60が電気的に接続されており、速度センサ60は、車両の速度を検出する。
 次に、本実施形態の作用を説明する。
 以上の構成のシフト装置10では、ロック機構42において、ウォーム46がレバー14のウォームホイール44の回転をロックして、レバー14の回動がロックされている。このため、レバー14の回動ロックの解除条件が成立しない場合(例えば、レバー14が「P」位置に配置される際にフットブレーキ58が操作されず又は速度センサ60が検出する車両の速度が所定速度(例えば1km/時)以上である場合)には、レバー14の回動がロックされて、レバー14のシフト位置の変更がロックされる。
 一方、レバー14の回動ロックの解除条件が成立した場合(例えば、レバー14が「P」位置に配置される際にフットブレーキ58が操作されると共に速度センサ60が検出する車両の速度が所定速度(例えば1km/時)未満である場合)には、レバー14への回動操作力の作用によりウォーム46の前後方向への移動が許容されてレバー14の回動操作が許容された際(検出装置16がレバー14の回動を検出した際)に、制御装置18の制御により、モータ56が駆動されることで、ウォーム46が、回転されて、レバー14の回動操作によるウォームホイール44の回転に追従される。このため、レバー14の回動操作がモータ56の駆動力によりアシストされて、レバー14の回動ロックが解除されることで、レバー14のシフト位置の変更が許可される。
 レバー14のシフト位置が変更された際(レバー14のシフト位置の変更を検出装置16が検出した際)には、制御装置18の制御により、自動変速機20のシフトレンジがレバー14のシフト位置に対応するシフトレンジに変更される。
 また、例えば車両が自動運転(自動駐車を含む)される際には、制御装置18の制御により自動変速機20のシフトレンジが自動的に変更される。自動変速機20のシフトレンジが自動的に変更された場合には、検出装置16が検出するレバー14のシフト位置に基づく制御装置18の制御により、駆動機構30において、駆動モータ32が駆動されることで、ウォーム46の前後方向への移動が許容されつつ、連絡ウォーム34、節度ギア24及びレバー14の回転軸14A(節度ピン26を含む)が回転されて、レバー14が回動される。さらに、レバー14が回動された際(検出装置16がレバー14の回動を検出した際)に、制御装置18の制御により、モータ56が駆動されることで、ウォーム46が、回転されて、駆動モータ32によるレバー14の回動(ウォームホイール44の回転)に追従される。このため、レバー14の駆動モータ32による回動がモータ56の駆動力によりアシストされて、レバー14の回動ロックが解除されることで、レバー14のシフト位置が変更されて、レバー14のシフト位置が自動変速機20のシフトレンジに対応される。
 ここで、レバー14のウォームホイール44とウォーム46とが噛合されることで、ウォームホイール44の回転がウォーム46によりロック(所謂セルフロック)されて、レバー14の回動がロックされている。このため、レバー14が高速で回動される場合でも、ウォームホイール44の回転のウォーム46によるロックを維持するのみでレバー14の回動をロックでき、レバー14の回動を適切に(例えば瞬時かつ確実に)ロックできる。さらに、レバー14の回動をロックする構成を簡単にでき、部品点数を低減できると共に、コストを低減できる。しかも、レバー14の回動位置に拘らずにレバー14の回動をロックでき、レバー14の全シフト位置においてレバー14の回動をロックできる。
 また、レバー14に回動操作力が作用されることで、モータ56の駆動によりウォームホイール44の回転のロックが解除されて、レバー14が回動される。このため、レバー14への回動操作力の作用により、レバー14を回動させることができる。
 さらに、駆動モータ32によりレバー14(ウォームホイール44)が駆動されることで、モータ56の駆動によりウォームホイール44の回転のロックが解除されて、レバー14が回動される。このため、駆動モータ32によるレバー14(ウォームホイール44)の駆動により、レバー14を回動させることができる。
 また、モータ56の駆動によりレバー14の回動ロック(ウォームホイール44の回転ロック)が解除される場合に、モータ56が、レバー14の回動(ウォームホイール44の回転)に追従して、ウォーム46を回転させる。このため、レバー14の回動がウォーム46によって制限されることを抑制できる。しかも、レバー14に作用される回動力が大きくされる場合でも、モータ56がウォーム46を回転させることで、ウォーム46とウォームホイール44との間の摩擦力を小さくできて、ウォームホイール44を回転させることができ、レバー14の回動ロックを解除できる。
 さらに、レバー14に回動力(回動操作力及び駆動モータ32による駆動力)が作用された場合に、ウォーム46の前後方向への移動が許容されて、ウォームホイール44の回転及びレバー14の回動が許容される。このため、検出装置16が、ウォームホイール44の回転及びレバー14の回動を検出して、レバー14への回動力の作用(ウォームホイール44への回転力の作用)を検出でき、これにより、モータ56の駆動によりウォームホイール44の回転のロックを解除できる。
 なお、本実施形態では、検出装置16(検出機構)が、ウォームホイール44の回転及びレバー14の回動を検出して、ウォームホイール44への回転力の作用を検出する。しかしながら、検出機構が、ウォーム46の前後方向への移動、ウォームホイール44の回転及びレバー14の回動の少なくとも1つを検出して、ウォームホイール44への回転力の作用を検出すればよい。
 また、本実施形態では、駆動モータ32によりレバー14(ウォームホイール44)が駆動されることで、モータ56の駆動によりウォームホイール44の回転のロックが解除されて、レバー14が回動される。しかしながら、駆動モータ32を設けずに、モータ56によりウォーム46が駆動されることで、モータ56の駆動によりウォームホイール44の回転のロックが解除されて、レバー14が回動されてもよい。この場合、モータ56の駆動によりレバー14が回動される間に、節度機構22において、節度ギア24の凹部24Aから節度ピン26を節度スプリング28の付勢力に抗して離脱させる機構が設けられてもよい。
 さらに、本実施形態では、シフト装置10が所謂ステーショナリタイプにされて、節度機構22によりレバー14が各シフト位置側に向けて付勢される。しかしながら、シフト装置10が所謂モーメンタリタイプにされて、レバー14が「H」位置(ホーム位置)以外のシフト位置から「H」位置側に向けて付勢されてもよい。この場合、レバー14が「H」位置以外のシフト位置から「H」位置側に向けて付勢力により回動される際(ウォーム46の前後方向への移動の許容によるレバー14の回動を検出装置16が検出した際)に、制御装置18の制御により、モータ56が駆動されることで、ウォーム46が、回転されて、付勢力によるレバー14の回動(ウォームホイール44の回転)に追従される。
 また、本実施形態では、レバー14(シフト体)が回動される。しかしながら、シフト体がスライド又は中心軸線周りに回転されてもよい。
 さらに、本実施形態では、レバー14(シフト体)とウォームホイール44(回転ギア)とが一体にされる。しかしながら、シフト体と回転ギアとが別体にされてもよい。この場合、シフト体と回転ギアとが例えばギア機構により連絡されることで、シフト体が移動されて、回転ギアが回転される。
 また、本実施形態では、シフト装置10がコンソールに設置される。しかしながら、シフト装置10がインストルメントパネル又はステアリングコラムに設置されてもよい。
 2021年4月21日に出願された日本国特許出願2021-71747号の開示は、その全体が参照により本明細書に取込まれる。
10・・・シフト装置、14・・・レバー(シフト体)、44・・・ウォームホイール(回転ギア)、46・・・ウォーム(ロックギア)、56・・・モータ(解除機構)

Claims (10)

  1.  移動されてシフト位置が変更されるシフト体と、
     前記シフト体が移動されて回転される回転ギアと、
     前記回転ギアと噛合され、前記回転ギアの回転をロックして前記シフト体の移動がロックされるロックギアと、
     前記回転ギアへの回転力の作用が検出された場合に前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体の移動のロックが解除される解除機構と、
     を備えるシフト装置。
  2.  前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除する場合に前記解除機構が前記回転ギアの回転に追従して前記ロックギアを回転させる請求項1記載のシフト装置。
  3.  前記ロックギアの軸方向への移動が許容されて前記回転ギアの回転及び前記シフト体の移動が許容される請求項1又は請求項2記載のシフト装置。
  4.  前記シフト体に移動操作力が作用されることで前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体が移動される請求項1~請求項3の何れか1項記載のシフト装置。
  5.  前記回転ギア又は前記ロックギアが駆動されることで前記解除機構が前記回転ギアの回転のロックを解除して前記シフト体が移動される請求項1~請求項4の何れか1項記載のシフト装置。
  6.  前記ロックギアが軸方向に付勢される請求項1~請求項5の何れか1項記載のシフト装置。
  7.  前記回転ギアがウォームホイールにされると共に、前記ロックギアがウォームにされる請求項1~請求項6の何れか1項記載のシフト装置。
  8.  前記回転ギアへの回転力の作用を検出する検出機構を備える請求項1~請求項7の何れか1項記載のシフト装置。
  9.  前記シフト体又は前記回転ギアを駆動する駆動機構を備える請求項1~請求項8の何れか1項記載のシフト装置。
  10.  前記シフト体をシフト位置側に付勢する付勢機構を備える請求項1~請求項9の何れか1項記載のシフト装置。
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