(57)【要約】【課題】ケーシング内の上下左右方向を短縮して更なるコンパクト化を図り得るようにしたレンジ切換え装置を提供する。【解決手段】レンジ切換え装置１Ａでは、先端部６Ｂの長孔６ｂが、少なくともシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）の切換えに要するアーム部材６の回動範囲内ではねじ軸５ａの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部５ｃに係合し得る湾曲形状に構成される。このため、複数のシフトレンジの切換えに要する回動角度は、先端部４６Ｂが直線状のアーム部材４６の場合と同等でありながら、先端部６Ｂが湾曲形状のアーム部材６の回動に要するナット部材５ｂの軸方向移動量を短縮でき、これにより、レンジ切換え装置１Ａの更なるコンパクト化を図ることが可能になる。【選択図】図２
2010106943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシフトレンジのうちから、所要のシフトレンジを選択するレンジ選択手段からの信号に基づき制御されるモータと、
該モータの回転を受けて回転するねじ部材、及び該ねじ部材の軸方向に進退し得るナット部材を有して、前記モータの回転駆動力を直線運動の駆動力に変換する変換機構と、
該変換機構により変換された前記直線運動の駆動力を前記ナット部材から受けて揺動運動の駆動力に変換してレンジ切換え部材に伝えるアーム部材と、をケーシングに収容してなるレンジ切換え装置において、
前記アーム部材は、前記揺動運動の駆動力を前記レンジ切換え部材に伝える基端部と、前記ナット部材の突起部に摺動自在に係合して該ナット部材から前記直線運動の駆動力を受ける長溝が形成された先端部と、を有し、かつ、
前記長溝は、少なくとも前記複数のシフトレンジの切換えに要する前記アーム部材の回動範囲内では、前記長溝が前記突起部と接触する接線の方向が前記ねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ前記突起部に嵌合し得る湾曲形状に構成されてなる、
ことを特徴とするレンジ切換え装置。
【請求項２】
前記基端部は、前記ナット部材がその進退範囲での限界位置にある状態で前記接線の方向においての前記突起部が位置する側に配設され、かつ、
前記長溝の前記湾曲形状は、前記ナット部材が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる、
請求項１記載のレンジ切換え装置。
【請求項３】
前記基端部は、前記ナット部材が前記限界位置にある状態で前記ねじ部材と垂直な方向においての前記突起部が位置する側に配設され、かつ、
前記湾曲形状は、前記ナット部材が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項２記載のレンジ切換え装置。
【請求項４】
前記長溝の前記湾曲形状は、パーキングレンジに対応する前記アーム部材の初期位置から他のシフトレンジに切換える際の該アーム部材の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項２又は３記載のレンジ切換え装置。
【請求項５】
前記変換機構は、前記ねじ部材の両端部がそれぞれベアリングで支持され、かつ、
前記先端部は、前記長溝の前記湾曲形状に沿うように湾曲して、前記両ベアリングのうちの前記初期位置側に位置する一方における外周部を、前記反り返る部分により回避してなる、
請求項４記載のレンジ切換え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者が例えばシフトレバーの操作で選択したシフトレンジ（例えば、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を電気信号を介して設定するいわゆるシフトバイワイヤシステムを備えたレンジ切換え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動変速機を備えた車輌のシフトレンジは、一般に、運転者がシフトレバーを操作することでマニュアルバルブを移動させて油路を切換えることによって設定される。この際、運転者によって選択されたシフトレンジを、機械的なワイヤやロッドを介するのではなく、電気信号を介して設定するレンジ切換え装置の方式が、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムとして知られている。
【０００３】
このシフトバイワイヤシステムを用いたレンジ切換え装置では、シフトレバーの操作に基づいた電気信号を介して電気モータを駆動し、この電気モータの回転力を、ねじ機構からなる伝達機構によって直線運動に変換し、この直線運動をレバー部材を介してマニュアルシャフトの回転運動に変換するように構成されたものが提案されている（特許文献１参照）。そして、該マニュアルシャフトの回転運動は、ディテント機構等を介してマニュアルバルブに伝達され、該マニュアルバルブを作動させてシフトレンジを切換える。
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１３３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示すレンジ切換え装置は、ねじ機構のねじ軸と電気モータの回転軸とが同軸上に配置されており、軸方向長さが大型化してしまう。このため、レンジ切換え装置が大型化し、配置位置が限定されてしまうなどの問題があり、該レンジ切換え装置のコンパクト化が望まれる。この問題を解消するため、例えばねじ機構のウォーム、電気モータ及びレバー部材等の各部品の配置を工夫することでコンパクト化を実現することも考えられるが、その場合も、マニュアルシャフトを回転運動させるレバー部材が基端部を中心に大きく回動（揺動）するため、装置全体を覆うケーシングにおいてレバー部材の先端部の通過部位を広げるなど変形させなければならず、ケーシング設計上の自由度を高めるためのさらなる工夫も必要になる。
【０００６】
そこで本発明は、上記ねじ機構に対応する変換機構のねじ部材上を軸方向移動するナット部材と、上記レバー部材に対応するアーム部材の先端部との係合部分の構成を工夫するなどにより、ケーシング内の上下左右方向を短縮して更なるコンパクト化を図り得るようにしたレンジ切換え装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る本発明は（例えば、図１乃至図４参照）、複数のシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）のうちから、所要のシフトレンジを選択するレンジ選択手段（２）からの信号に基づき制御されるモータ（４）と、
該モータ（４）の回転を受けて回転するねじ部材（５ａ）、及び該ねじ部材（５ａ）の軸方向に進退し得るナット部材（５ｂ）を有して、前記モータ（４）の回転駆動力を直線運動の駆動力に変換する変換機構（５）と、
該変換機構（５）により変換された前記直線運動の駆動力を前記ナット部材（５ｂ）から受けて揺動運動の駆動力に変換してレンジ切換え部材（２１）に伝えるアーム部材（６）と、をケーシング（１０）に収容してなるレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）において、
前記アーム部材（６）は、前記揺動運動の駆動力を前記レンジ切換え部材（２１）に伝える基端部（６Ａ）と、前記ナット部材（５ｂ）の突起部（５ｃ）に摺動自在に係合して該ナット部材（５ｂ）から前記直線運動の駆動力を受ける長溝（６ｂ）が形成された先端部（６Ｂ）と、を有し、かつ、
前記長溝（６ｂ）は、少なくとも前記複数のシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）の切換えに要する前記アーム部材（６）の回動範囲内では、前記長溝（６ｂ）が前記突起部（５ｃ）と接触する接線（Ｌ）の方向が前記ねじ部材（５ａ）の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ前記突起部（５ｃ）に嵌合し得る湾曲形状に構成されてなる、
ことを特徴とするレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）にある。
【０００８】
なお、本発明における上記「長溝」は、無底の貫通穴状のもの、及び、有底の溝状のものの双方を含む広い概念である。
【０００９】
請求項２に係る本発明は（例えば、図２乃至図４参照）、前記基端部（６Ａ）は、前記ナット部材（５ｂ）がその進退範囲（Ｄ）での限界位置（図２(a)及び図４(a)の右端位置、又は図２(b)及び図４(b)の左端位置）にある状態で前記接線（Ｌ）の方向においての前記突起部（５ｃ）が位置する側に配設され、かつ、
前記長溝（６ｂ）の前記湾曲形状は、前記ナット部材（５ｂ）が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材（５ｂ）の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる、
請求項１記載のレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）にある。
【００１０】
請求項３に係る本発明は（例えば、図２乃至図４参照）、前記基端部（６Ａ）は、前記ナット部材（５ｂ）が前記限界位置にある状態で前記ねじ部材（５ａ）と垂直な方向においての前記突起部（５ｃ）が位置する側に配設され、かつ、
前記湾曲形状は、前記ナット部材（５ｂ）が前記限界位置に位置した状態で、該ナット部材（５ｂ）の前記進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項２記載のレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）にある。
【００１１】
請求項４に係る本発明は（例えば、図２乃至図４参照）、前記長溝（６ｂ）の前記湾曲形状は、パーキングレンジ（Ｐ）に対応する前記アーム部材（６）の初期位置（図３(b)の右端位置）から他のシフトレンジ（Ｒ，Ｎ，Ｄ）に切換える際の該アーム部材（６）の回動方向（例えば図３(b)の反時計回り方向）と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である、
請求項２又は３記載のレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）にある。
【００１２】
請求項５に係る本発明は（例えば、図２乃至図４参照）、前記変換機構（５）は、前記ねじ部材（５ａ）の両端部がそれぞれベアリング（５ｄ，５ｄ）で支持され、かつ、
前記先端部（６Ｂ）は、前記長溝（６ｂ）の前記湾曲形状に沿うように湾曲して、前記両ベアリングのうちの前記初期位置側に位置する一方（５ｄ）における外周部（５ｄ’）を、前記反り返る部分（６ｃ）により回避してなる、
請求項４記載のレンジ切換え装置（１Ａ，１Ｂ）にある。
【００１３】
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、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明によると、アーム部材先端部の長溝が、少なくとも複数のシフトレンジの切換えに要するアーム部材の回動範囲内ではねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部に係合し得る湾曲形状に構成されるので、複数のシフトレンジの切換えに要する回動角度は先端部直線状のアーム部材の場合と同等でありながら、先端部湾曲形状の本願アーム部材の回動に要するナット部材の軸方向移動量（ストローク）を、先端部直線状のアーム部材の場合よりも短縮することができ、また、先端部が湾曲形状であることによりケーシング内におけるねじ部材と直交する方向でのアーム部材の長さを短縮することができる。これにより、ケーシング内での軸方向（幅方向、左右方向）及び軸と直交する方向（上下方向）のサイズを双方とも短縮化させることが可能になり、従って、ケーシング内の上下左右方向を短縮して、レンジ切換え装置の更なるコンパクト化を図ることが可能になる。また、長溝がねじ部材の軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部に係合するので、トルク伝達上の効率を良好にし、モータ及び該モータと変換機構との間の伝動手段（例えば減速機構）をそれぞれ小型化することが可能になる。
【００１５】
請求項２に係る本発明によると、基端部は、ナット部材がその進退範囲での限界位置にある状態で接線の方向においての突起部が位置する側に配設され、かつ長溝の湾曲形状は、ナット部材が限界位置に位置した状態で、該ナット部材の進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなるので、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材（例えばベアリング）を小型化することが可能になる。
【００１６】
請求項３に係る本発明によると、基端部は、ナット部材が限界位置にある状態でねじ部材と垂直な方向においての突起部が位置する側に配設され、かつ湾曲形状は、ナット部材が限界位置に位置した状態で、該ナット部材の進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状であるので、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材（例えばベアリング）を小型化することが可能になる。
【００１７】
請求項４に係る本発明によると、長溝の湾曲形状が、パーキングレンジに対応するアーム部材の初期位置から他のシフトレンジに切換える際の該アーム部材の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状であるので、インボリュートの接線方向に沿う長溝部分で突起部と常に当接することが可能になり、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ部材を介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ部材の両端部を回転自在に支持する部材（例えばベアリング）を小型化することが可能になる。
【００１８】
請求項５に係る本発明によると、アーム部材の先端部が、長溝の湾曲形状に沿うように湾曲して、初期位置側に位置するベアリングにおける外周部を、反り返る部分により回避するので、初期位置側に位置するベアリングに、より耐久性の高い大きめのサイズのものを用いることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図４に沿って説明する。まず、本発明を適用し得るレンジ切換え装置の概略構成について図１に沿って説明する。図１は、本発明に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を模式的に示す図である。
【００２０】
本レンジ切換え装置１Ａは、例えば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））に取り付け可能に構成されている。図１に示すように、該レンジ切換え装置１Ａには、運転者によってシフトレンジが選択されるシフトレバー（レンジ選択手段）２からのシフト信号（電気信号）Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２を発生させる制御手段３と、該制御手段３からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるモータ４（図２参照）と、該モータ４の回転運動を直線運動に変換する変換機構５（図２参照）と、該変換機構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（図２参照）と、該アーム部材６によって回動駆動（回転運動）されるマニュアルシャフト１８の回動角度を検出することで後述のマニュアルバルブ２０のスプール（レンジ切換え部材）２１の位置を検出するレンジ位置検出センサ１１（図２参照）とを備えている。これらモータ４、変換機構５、アーム部材６、及びレンジ位置検出センサ１１は、同一のケーシング１０内に所定の配置状態で収容されている。
【００２１】
自動変速機には、大まかに、不図示の変速機構を油圧制御するための油圧制御装置（バルブボディ）９と、パーキング機構８と、ディテント機構７が備えられており、該ディテント機構７と、該ディテント機構７に連結されたマニュアルシャフト１８とが、不図示の自動変速機のケーシングの外部に配設されている。また、上記スプール２１は、自動変速機のバルブボディ９内に配置されており、上記パーキング機構８は、不図示の自動変速機のケーシング内に収容されている。
【００２２】
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。該シフトレバー２は、運転者によって直接に操作されて上述のシフトレンジのうちから１つのレンジを選択するように構成されている。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、レンジ選択手段としては、運転者の意思を反映することができるもの、即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を発生し得るものであれば、シフトレバー２以外のものであってもよく、例えば、シフトボタン、シフトスイッチ、音声入力装置等を採用することもできる。
【００２３】
制御手段３は、上述のシフトレバー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、該制御信号Ｓ２によってモータ４の回転を制御する。さらに、該制御手段３には、スプール２１の位置を検出するレンジ位置検出センサ１１からの検出信号が入力される。制御手段３は、該検出信号に基づき、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。このように制御手段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によりスプール２１の動作を制御してシフトレンジを切換える制御手段、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。また、制御手段３は、図１において、ケーシング１０の外部に配置されているように示しているが、該ケーシング１０の内部に配置するようにしても良い。
【００２４】
一方、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、マニュアルシャフト１８が軸受部３０に嵌合されている。該ディテントレバー２６は、該マニュアルシャフト１８を介して自動変速機（不図示）のケーシング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の一端部（図１中の下方側の端部）には、長孔３１が穿設されており、該長孔３１には、上記スプール２１に連結された連結軸２４の先端のフック部２５が係合されている。
【００２５】
該スプール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、例えば図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（図１の矢印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（図示せず）を切換えて、所定のシフトレンジを設定するものである。即ち、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構成されている。
【００２６】
また、ディテントレバー２６の他端部（図１中の上方側の端部）には、同図中の左から順にレンジ溝ａ，ｃ，ｅ，ｇが４個の切換え領域として設けられている。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構成されており、図１に示すように、基端部３２がバルブボディ９の上部に固定され、その先端には二股部３３が形成されている。該二股部３３の各先端の間に、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支持されているローラ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。
【００２７】
上述のように、本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方向の移動動作とが連動していること、即ちマニュアルシャフト１８の回動位置とスプール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、マニュアルシャフト１８の回動角度（回転角）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。
【００２８】
パーキング機構８は、図１に示すように、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の他端部に回動自在に係合されたパーキングロッド３４と、該パーキングロッド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との間に縮設されたばね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、該サポート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４０と、を備えている。パーキングポール４０は、基端側の軸４１を中心に略々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４２に対して係脱可能な爪４３が突設されている。
【００２９】
ついで、シフトレンジの切換え動作についてＰレンジからＲレンジへの切換えを一例として簡単に説明する。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レンジに切換えられると、これに対応したシフト信号Ｓ１が制御手段３に入力される。すると、制御手段３によってレンジ切換え装置１Ａのモータ４が回転駆動され、マニュアルシャフト１８を介して、ディテントレバー２６が図１中の反時計回り方向に回動し、これにより、スプール２１が矢印Ａ１方向に移動すると共にローラ２８がレンジ溝ａ内から凸部ｂを越えてレンジ溝ｃ内に入る。制御手段３は、レンジ位置検出センサ１１の検出角度が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、モータ４の駆動を停止する。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の付勢力によってやや回動する。この回動によってローラ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レンジに対応する位置にあったスプール２１は、Ｒレンジに対応する位置に精度よく配置されて、ＰレンジからＲレンジへの切換えを達成する。なお、他のシフトレンジ間の切換え動作についても上述と略々同様であるので、その説明は省略する。
【００３０】
なお、本実施の形態において、ディテントスプリング２７の弾性力に基づくローラ２８の付勢力を利用しなくても、Ｒレンジの停止位置（例えばレンジ溝ｃ内の凹部）に対応したレンジ位置検出センサ１１の検出角度を目標角度とし、フィードバック制御にてモータ４の駆動停止を制御して精度良く位置決めするように構成することも可能である。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照して、本発明に係るレンジ切換え装置１Ａの構成について詳細に説明する。なお、図２はカバー（図示せず）を取り外した状態のレンジ切換え装置１Ａを示しており、同図（ａ）はアーム部材６がＰレンジにある状態を示す正面図、同図（ｂ）はアーム部材６がＤレンジにある状態を示す正面図である。また、図３はアーム部材の回動状態を段階的に示しており、同図（ａ）は本発明の基礎となるアーム部材４６の回動状態を示す正面図、同図（ｂ）は本発明に係るアーム部材６の回動状態を示す正面図である。
【００３２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング１０は、自動変速機に対して固定されるケーシング本体１０ａと、該ケーシング本体１０ａを上方から覆うカバー（図示せず）とを備えている。ケーシング本体１０ａ内には、上部から下部にかけて、モータ４、変換機構５、及びレンジ位置検出センサ１１がこの順に配置されており、さらに、該レンジ位置検出センサ１１にはアーム部材６の基端部６Ａが連結されている。
【００３３】
モータ４は、円筒形状の本体４ａと、該本体４ａの一端側（図２中の右方側）に突出するように設けられた出力軸４ｂと、電源の供給及び上記制御手段３からの制御信号Ｓ２を入力するモータ端子部（図示せず）と、を備えて構成される。該モータ４には、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、上記制御手段３によって制御される。
【００３４】
モータ４の出力軸４ｂには、伝動ギヤ１２ａが一体に回転するように固定されており、該伝動ギヤ１２ａは伝動ギヤ１２ｂに噛合している。該伝動ギヤ１２ｂは、ケーシング１０に対して固定された伝動軸１３に回転自在となるように嵌合されている。伝動ギヤ１２ｂは伝動ギヤ１２ａよりも大きな外径を有しており、該伝動ギヤ１２ｂの中心における変換機構５側には、外径の小さい伝動ギヤ１２ｃが該伝動ギヤ１２ｂと一体的に固定されている。そして、伝動ギヤ１２ｃは、該伝動ギヤ１２ｃよりも大きな外径の伝動ギヤ１２ｄに噛合しており、該伝動ギヤ１２ｄは、変換機構５のねじ軸（ねじ部材）５ａと一体回転するように該ねじ軸５ａに固定されている。これにより、モータ４の出力軸４ｂの回転駆動力は、これら伝動ギヤ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄからなる伝動ギヤ列（減速機構）１２によって減速されて上記ねじ軸５ａに伝達される。
【００３５】
変換機構５は、本実施の形態において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、図２（ａ）に示すように、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、変換機構５の本体部１４の両端部に位置決め支持されたベアリング５ｄ，５ｄを介して該本体部１４に対し、即ちケーシング１０に対して回転自在に支持されている。
【００３６】
また、ナット部材５ｂは、略々直方体状に形成されている。本体部１４は、その手前側（図２(a)の紙面手前側）に、ねじ軸５ａの軸方向（図２(a)の左右方向）に沿って形成されたガイド溝５ｅを有している。該ナット部材５ｂの手前側（図２(a)の紙面手前側）には、ガイド溝５ｅを摺動自在に貫通する突起部５ｃが突出形成されており、ガイド溝５ｅを貫通した該突起部５ｃには、アーム部材６の長孔（長溝）６ｂが摺動自在に係合（嵌合）している。このような構造の変換機構５は、モータ４による回転運動を、ねじ軸５ａの回転に伴って回転不能に軸方向進退移動するナット部材５ｂによって直線運動に変換するように構成される。
【００３７】
また、アーム部材６は、図２（ａ）に示すように、揺動運動の駆動力をスプール２１に伝える基端部６Ａと、ナット部材５ｂに形成された突起部５ｃに摺動自在に係合して該ナット部材５ｂから直線運動の駆動力を受ける長孔６ｂが形成された先端部６Ｂとを有している。
【００３８】
長孔６ｂは、少なくとも４つのシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）の切換えに要するアーム部材６の回動範囲内では、長溝６ｂが突起部５ｃと接触する接線Ｌの方向がねじ軸５ａの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部５ｃに係合し得る湾曲形状に構成されている。また、基端部６Ａは、ナット部材５ｂがその進退範囲Ｄでの限界位置（図２(a)及び後述の図４(a)の右端位置、又は図２(b)及び後述の図４(b)の左端位置）にある状態で接線Ｌの方向においての突起部５ｃが位置する側に寄るように位置し（配設され）、かつ長溝６ｂの湾曲形状は、ナット部材５ｂが上記限界位置に位置した状態で、該ナット部材５ｂの進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲してなる。つまり、上記基端部６Ａは、ナット部材５ｂが上記限界位置にある状態でねじ軸５ａと垂直な方向においての突起部５ｃが位置する側に寄るように位置し（配設され）、かつ湾曲形状は、ナット部材５ｂが上記限界位置に位置した状態で、該ナット部材５ｂの進退範囲とは反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状である。
【００３９】
即ち、長孔６ｂの湾曲形状は、Ｐレンジに対応するアーム部材６の初期位置（図３(b)の右端位置）から他のシフトレンジ（Ｒ，Ｎ，Ｄ）に切換える際の該アーム部材６の回動方向（図３(b)の反時計回り方向）と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状とされている。また、先端部６Ｂは、長孔６ｂの湾曲形状に沿うように湾曲して、ねじ軸５ａの両端部を回転自在に支持しているベアリング５ｄ，５ｄのうちの上記初期位置側に位置するベアリング５ｄにおける外周部５ｄ’を、反り返る部分６ｃによって回避している。
【００４０】
なお、上記「初期位置」とは、本実施の形態においては、アーム部材６がねじ軸５ａの軸方向と垂直な方向に沿う位置を意味しているが、当該初期位置を、Ｐレンジと逆側であるＤレンジ側に回動した状態の位置を示すようにしても良い。
【００４１】
なお、本実施の形態では、本発明に係る「長溝」として、先端部６Ｂに無底の貫通穴状の長孔６ｂを形成したが、これに限らず、先端部６Ｂの手前側（図２(a)の紙面手前側）に膨出する形の有底の溝状に形成することも可能である。
【００４２】
また、図３（ｂ）に示すように、上記基端部６Ａにはキー状の貫通孔６ａが形成されており、該貫通孔６ａには、ケーシング本体１０ａの背面側（図２(a)の紙面奥側）に形成された挿入孔１０ｄ（図１参照）から挿入されたマニュアルシャフト１８の一端部が回転不能に嵌合した状態で、貫通孔６ａから手前側（図２(a)の紙面手前側）に突出した雄ねじ部を、該雄ねじ部に螺合したナット１６（図２(a)参照）によって締め付け固定されている。マニュアルシャフト１８は、このように一端部が貫通孔６ａに対して回転不能に嵌合した状態でケーシング１０に対して揺動自在となるように構成されて、アーム部材６の揺動中心軸となっている。
【００４３】
マニュアルシャフト１８の基端部６Ａとの連結部分には、上記レンジ位置検出センサ１１が配置されている。アーム部材６は、上記ナット部材５ｂがねじ軸５ａの軸方向に移動するのに伴い、先端部６Ｂ側がマニュアルシャフト１８を基準（回動支点）として揺動動作し、この揺動動作がマニュアルシャフト１８を回転させることになり、該シャフト１８の回転角度が上記レンジ位置検出センサ１１によって検出される。
【００４４】
すなわち、上記レンジ位置検出センサ１１は、図２（ａ）に示すように、アーム部材６の基端部６Ａ側において、該アーム部材６の揺動動作の中心軸となるマニュアルシャフト１８が貫通された状態で配置されて、アーム部材６の揺動角度、つまりマニュアルシャフト１８の回転角度に対応した電圧を出力するように構成されている。また、該レンジ位置検出センサ１１は、マニュアルシャフト１８の回転角度に対応した電圧を出力するための配線用のセンサ端子部１１ａを有しており、該センサ端子部１１ａから上記制御手段３にマニュアルシャフト１８の角度が信号出力される。この角度信号は、制御手段３において、モータ４の駆動回転量のためのフィードバック制御に用いられ、つまりレンジ位置検出センサ１１によるマニュアルシャフト１８の角度検出結果によってモータ４の駆動・停止が制御される。
【００４５】
なお、上記レンジ位置検出センサ１１はポテンショメータで構成することができるが、これに限らず、マニュアルシャフト１８の回転角度に対応した電気的な信号を出力し得るものであればどのようなセンサを用いることもできる。
【００４６】
以上説明した本実施の形態によると、先端部６Ｂの長孔６ｂが、少なくとも複数のシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）の切換えに要するアーム部材６の回動範囲内ではねじ軸５ａの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部５ｃに係合し得る湾曲形状に構成されている。このため、複数のシフトレンジの切換えに要する回動角度は、先端部４６Ｂが直線状のアーム部材４６（図３(a)参照）の場合と同等でありながら、先端部６Ｂが湾曲形状のアーム部材６の回動に要するナット部材５ｂの軸方向移動量（ストローク）を、上記アーム部材４６の場合に比して短縮することができる。
【００４７】
つまり、図３（ａ）及び図３（ｂ）におけるＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジへの切換えに必要なアーム部材４６及びアーム部材６それぞれの回動角度は同じであるが、それを実現するための突起部５ｃのねじ軸５ａの軸上での移動位置（ストローク）が異なっている。図３（ｂ）におけるＰレンジでの突起部５ｃの中心位置は図３（ａ）と同じであるが、図３（ｂ）におけるＲレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジでの突起部５ｃの各中心位置は、図３（ａ）におけるＲレンジ、Ｎレンジ及びＤレンジでの突起部５ｃの各中心位置よりも、それぞれ初期位置側（Ｐレンジ側）に寄っている。なお、図３中の符号Ｃは、アーム部材４６，６の各回動中心である。
【００４８】
また、後述する図４（ａ）からも理解できるように、本実施の形態のアーム部材６は、その先端部６Ｂが湾曲形状であることにより、ケーシング１０内におけるねじ軸５ａと直交する方向でのアーム部材６の長さを、直線状のアーム部材４６に比して短縮されている。
【００４９】
このように、ケーシング１０内での軸方向（図２(a)の左右方向）及び軸と直交する方向（図２(a)の上下方向）のサイズを双方とも短縮化させることができる。つまり、ケーシング本体１０ａ内の上端面１０ｂを下方側に可及的に短縮し、かつケーシング本体１０ａ内の左端面１０ｃを右方側に可及的に短縮し、ケーシング１０の上下左右方向を短縮することで、レンジ切換え装置１Ａの更なるコンパクト化が図られている。また、長孔６ｂがねじ軸５ａの軸方向に対して略垂直状態を維持しつつ突起部５ｃに係合するので、トルク伝達上の効率を良好にし、モータ４及び該モータ４と変換機構５との間の伝動手段である伝動ギヤ列１２をそれぞれ小型化することができる。
【００５０】
また、本実施の形態によると、長孔６ｂの湾曲形状が、Ｐレンジに対応するアーム部材６の初期位置（図３(b)の右端位置）から他のシフトレンジ（Ｒ，Ｎ，Ｄ）に切換える際の該アーム部材６の回動方向と反対の方向に反り返るように湾曲するインボリュート形状にされている。このため、インボリュートの接線方向（図３(b)の上下方向）に沿う長孔部分で突起部５ｃと常に当接することができ、従って、スラスト方向の荷重が中心となり、ねじ軸５ａを介してラジアル方向に分散して作用する荷重を軽減し、ねじ軸５ａの両端部を回転自在に支持するベアリング５ｄ，５ｄを小型化することが可能になる。
【００５１】
さらに、本実施の形態によると、アーム部材６の先端部６Ｂが、長孔６ｂの湾曲形状に沿うように湾曲して、初期位置側に位置するベアリング５ｄにおける外周部５ｄ’（図２(a)参照）を、反り返る部分６ｃにより回避することで、初期位置側に位置するベアリング５ｄに、より耐久性の高い大きめのサイズのものを用いることが可能になる。
【００５２】
ついで、前述した実施の形態のレンジ切換え装置１Ａを一部変形した変形例について図４を参照して説明するが、本変形例は、図１乃至図３に示した実施の形態に比して、モータ４と変換機構５の位置が逆にされ、これに伴いアーム部材６をやや長くした点で異なるが、機能的に共通の構成部分もあるため、それらの部分には同一符号を付している。なお、図４はカバー（図示せず）を取り外した状態の本変形例のレンジ切換え装置１Ｂを示しており、同図（ａ）はアーム部材６がＰレンジにある状態を示す正面図、同図（ｂ）はアーム部材６がＤレンジにある状態を示す正面図である。
【００５３】
すなわち、本変形例では、図４（ａ），（ｂ）に示すように、変換機構５がケーシング本体１０ａ内の上端面１０ｂ側に配置され、かつアーム部材６の基端部６Ａと変換機構５との間にモータ４が配置されている。これに伴い、アーム部材６の先端部６Ｂが変換機構５側に延ばされ、その長孔６ｂが変換機構５の突起部５ｃに摺動自在に係合している。モータ４の駆動力を変換機構５に伝達する伝動ギヤ列１２は位置関係が図２の場合と逆になるが、その機能は同様である。
【００５４】
本変形例によると、先端部湾曲形状のアーム部材６の回動に要するナット部材５ｂのストロークを直線形状のアーム部材に比して短縮でき、また、先端部６Ｂが湾曲形状であることにより、ケーシング１０内におけるねじ軸５ａと直交する方向でのアーム部材６の長さを、直線状のアーム部材４６に比して短縮でき、ケーシング１０の上下左右方向を短縮してレンジ切換え装置１Ｂの更なるコンパクト化を図ることができるなど、先の実施の形態と略々同様の効果を奏することができる。また、本変形例においては、アーム部材６が先の実施の形態に比して長くされた分、てこの原理により変換機構５に掛かるトルクを軽減してモータ４の小型化を図ることができる、という効果が得られる。なお、図４（ａ），（ｂ）では、直線形状のアーム部材４６の先端部４６Ｂをそれぞれ破線で示している。図中の符号４６ｂは、該先端部４６Ｂに形成された長孔である。
【００５５】
なお、以上説明した本実施の形態においては、レンジ切換え装置１Ａ，１Ｂを自動変速機に取り付ける場合について説明したが、これに限らず、例えばハイブリッド車輌のように油圧レンジは切換えず、パーキング機構の切換え装置として用いるものであってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るレンジ切換え装置及び周辺の機構を模式的に示す図。
【図２】カバーを取り外した状態のレンジ切換え装置を示しており、（ａ）はアーム部材がＰレンジにある状態を示す正面図、（ｂ）はアーム部材がＤレンジにある状態を示す正面図。
【図３】アーム部材の回動状態を段階的に示しており、（ａ）は本発明の基礎となるアーム部材の回動状態を示す正面図、（ｂ）は本発明に係るアーム部材の回動状態を示す正面図。
【図４】カバーを取り外した状態の本変形例のレンジ切換え装置を示しており、（ａ）はアーム部材がＰレンジにある状態を示す正面図、（ｂ）はアーム部材がＤレンジにある状態を示す正面図。
【符号の説明】
【００５７】
１Ａ，１Ｂ    レンジ切換え装置
２    レンジ選択手段（シフトレバー）
４    モータ
５    変換機構
５ａ    ねじ部材（ねじ軸）
５ｂ    ナット部材
５ｃ    突起部
５ｄ    ベアリング
５ｄ’    外周部
６    アーム部材
６ｂ    長溝（長孔）
６ｃ    反り返る部分
６Ａ    基端部
６Ｂ    先端部
１０    ケーシング
２１    レンジ切換え部材（スプール）
Ｎ，Ｄ    シフトレンジ（ニュートラルレンジ、ドライブレンジ）
Ｐ，Ｒ    シフトレンジ（パーキングレンジ、リバースレンジ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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