(57)【要約】【課題】隣接するポジション間のポジション変更時に、シフトレバーが動き始めてから所定の区間で、シフトレバーの操作荷重が一定となるシフトレンジ切替装置を提供すること。【解決手段】ディテントレバー１は、Ｐポジションに対応する凹部ＣPとＲポジションに対応する凹部ＣRとの間の凸部ＤPRのディテントレバー１の回転中心ＯDからの高さは、Ｒポジションに対応する凹部ＣRとＮポジションに対応する凹部ＣNとの間の凸部ＤRNよりも高く形成されている。また、ＲポジションとＮポジションとの間のポジション変更のためにディテントレバー１を回転させるのに必要となるシフトレバーの操作荷重が、シフトレバーの動き始めから所定の間、回転方向に向かって略一定値となるように、凹部ＣRと凹部ＣNとの間の凸部ＤRNの斜面の一部区間ｄの傾き（角度方向の変化量に対する動径方向の変化量）を設定している。【選択図】図２
2018179061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバのシフトレバーの操作に伴って回転し、外周面に前記シフトレバーの各シフトポジションに対応する凹部および前記凹部間を隔てる凸部を有するディテントレバーと、前記ディテントレバーの外周面に対して前記ディテントレバーの回転中心方向に押圧され、前記ディテントレバーの回転に伴って前記ディテントレバーの外周面に沿って前記ディテントレバーの回転中心方向に相対移動するローラーとを備え、前記ディテントレバーの外周面の前記凹部に前記ローラーが位置決めされることによりシフトポジションが位置決めされ、前記ローラーが前記凸部に与える反力によって、前記シフトレバーに操作荷重が与えられるシフトレンジ切替装置であって、
前記ディテントレバーの外周面のうち、Ｐポジションに対応する凹部と前記Ｐポジションに隣接するＲポジションに対応する凹部の間に設けられた第１の凸部の先端の前記ディテントレバーの回転中心からの距離は、前記Ｒポジションに対応する凹部と前記Ｒポジションに隣接するＮポジションに対応する凹部との間に設けられた第２の凸部の先端の前記ディテントレバーの回転中心からの距離よりも長く、
前記第２の凸部の形状は、前記ディテントレバーを回転させて前記ローラーを前記Ｒポジションと前記Ｎポジションとの間で移動させる時に前記ディテントレバーを回転させるために必要な前記シフトレバーの操作荷重が前記ディテントレバーを回転させた直後から所定の区間で一定荷重となるように定められていることを特徴とするシフトレンジ切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト操作に伴って回転するディテントレバーを備えたシフトレンジ切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動変速機では、一般的に、選択可能なシフトレンジとして、パーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）等が設定されている。このシフトレンジの選択方法としては、一般的に、車両の運転席付近に設置されるシフトレバーを運転者が操作することによって行うようになっている。
【０００３】
シフトレンジを選択するためのシフトレンジ切替装置は、ディテントレバーと、シフトロッド（またはシフトケーブル）と、一端にローラーが取り付けられた弾性部材とを含んで構成されている（例えば、特許文献１参照）。ディテントレバーは、回転可能に支持されかつ回転駆動されることに伴い、自動変速機を制御するシフトレンジ切替装置用の油圧制御装置の手動弁の状態を変更するためのものである。シフトロッド（またはシフトケーブル）は、ディテントレバーとシフトレバーとを連動連結するためのものである。ローラーは、弾性部材の付勢力により、ディテントレバーの円弧状の外周面に押し付けられている。
【０００４】
ディテントレバーは、シフトレンジ切替装置のケーシングに回転可能に支持されており、ディテントレバーの外周面には、各シフトレンジに対応する凹部とその凹部間を隔てる凸部とが交互に形成されている。シフトレバーを車両運転者が操作すると、シフトロッド等を介してディテントレバーが回転するため、ローラーがディテントレバーの凹部および凸部に接触しながら転動する。そして、いずれかのシフトレンジに対応する凹部にローラーが嵌合した時点で、その凹部に対応するシフトレンジが選択されたこととなる。
【０００５】
このようなシフトレンジ切替装置では、シフトレバーを車両運転者が操作することに伴いシフトロッドおよびディテントレバーを介して油圧制御装置の手動弁の状態を変更することで、シフトレバーの操作で選択したシフトポジションに対応するシフトレンジを自動変速機において成立させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３２２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般にシフトレンジ切替装置は、運転者がシフト操作をするときに、誤ってＰレンジにシフトが切り替えられないようにする（シフト選択性を高める）ため、ＲレンジとＰレンジとの間は、シフト操作のために必要な操作荷重が大きく設定されている。他方、ＲレンジとＮレンジとの間のシフト操作は、操作性向上のため、操作荷重はＲレンジとＰレンジとの間の操作荷重に比べて小さく設計されている。運転者のシフト操作の操作荷重は、ディテントレバーの凸部の高さが高いほど重いため、ＲレンジとＰレンジとの間の凸部の高さは高く、それ以外のレンジ間の凸部、例えばＲレンジとＮレンジとの間の凸部などの高さは低く設計されている。
【０００８】
そのため、ディテントレバーの凸部を高くする（ディテントレバーの回転中心からの距離を長くする）ことにより操作荷重が重めに設定されているＰポジションからＲポジションへシフトレバーを移動させる際、勢いがつき過ぎると、ローラーがＲポジションとＮポジションとの間の凸部を飛び越えてＮポジションまで移動してしまう、所謂シフト飛びが起きることがある。このシフト飛びを解消するためには、ＲポジションとＮポジションとの間の凸部を高くする、すなわちディテントレバーの回転軸を中心とする動径方向の高さを高くすることが考えられる。
【０００９】
しかし、凸部を高くし過ぎると、凸部の斜面の傾き（角度方向の変化量に対する動径方向の変化量）が大きくなることに起因して、シフトレバーを操作してローラーをＲポジションに対応する凹部からＮポジションに対応する凹部に移動させるとき、より大きな操作荷重が必要になる。
【００１０】
つまり、シフトポジション選択性（意図したシフトに変更できること）に関わる節度感と、操作性（軽い操作荷重）が相反する項目であり、これらの両立は困難であった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、隣接するポジション間のポジション変更時に、シフトレバーを操作し始めてから所定の区間で、シフトレバーの操作荷重が一定となるシフトレンジ切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明は、ドライバのシフトレバーの操作に伴って回転し、外周面に前記シフトレバーの各シフトポジションに対応する凹部および前記凹部間を隔てる凸部を有するディテントレバーと、前記ディテントレバーの外周面に対して前記ディテントレバーの回転中心方向に押圧され、前記ディテントレバーの回転に伴って前記ディテントレバーの外周面に沿って前記ディテントレバーの回転中心方向に相対移動するローラーとを備え、前記ディテントレバーの外周面の前記凹部に前記ローラーが位置決めされることによりシフトポジションが位置決めされ、前記ローラーが前記凸部に与える反力によって、前記シフトレバーに操作荷重が与えられるシフトレンジ切替装置であって、前記ディテントレバーの外周面のうち、Ｐポジションに対応する凹部と前記Ｐポジションに隣接するＲポジションに対応する凹部の間に設けられた第１の凸部の先端の前記ディテントレバーの回転中心からの距離は、前記Ｒポジションに対応する凹部と前記Ｒポジションに隣接するＮポジションに対応する凹部との間に設けられた第２の凸部の先端の前記ディテントレバーの回転中心からの距離よりも長く、前記第２の凸部の形状は、前記ディテントレバーを回転させて前記ローラーを前記Ｒポジションと前記Ｎポジションとの間で移動させる時に前記ディテントレバーを回転させるために必要な前記シフトレバーの操作荷重が前記ディテントレバーを回転させた直後から所定の区間で一定荷重となるように定められていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、隣接するポジション間のポジション変更時に、シフトレバーが動き始めてから所定の区間で、シフトレバーの操作荷重を一定とすることで、操作荷重の増加による操作感の悪化を抑えながら、シフト選択性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るシフトレンジ切替装置が備えるディテントレバーの構成を説明する図である。
【図２】本発明のシフトレンジ切替装置と従来のシフトレンジ切替装置におけるシフトレバー角度に対するシフトレバートルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１６】
本発明のシフトレンジ切替装置は、エンジン等の動力源からのトルクを車輪に伝達する変速機が搭載された車両に搭載され、運転者が操作するシフトレバーと連結されている。シフトレンジ切替装置は、変速機を制御する油圧制御装置の手動弁を操作するためのディテントレバーと、ディテントレバーとシフトレバーとを連動連結するためのシフトロッド（またはシフトケーブル）と、一端にローラーが取り付けられたディテントスプリングとを含んで構成されている。ディテントレバーは、レンジ切替装置のケーシングに回転可能に固定されており、ディテントレバーの外周面には、変速機の各シフトレンジに対応する凹部と、それら凹部を隔てる凸部が交互に形成されている。ローラーは、ディテントレバーの外周面に対してディテントスプリングの付勢力によってディテントレバーの径方向に押圧され、ディテントレバーの回転に伴いディテントレバーの外周面に沿って相対移動する。
【００１７】
変速機は、変速機を制御するためのシフトレンジとして、例えば、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、ドライブ（Ｄ）レンジ、セカンド（２）レンジ、ロー（Ｌ）レンジを選択的に切り替え可能である。この場合、ディテントレバーは、それぞれのシフトレンジに対応する６つの凹部とそれらの間に５つの凸部とを少なくとも有している。ローラーがディテントレバーの凹部に嵌合された状態においてローラーと接触するディテントレバーの外周面は、曲率中心がディテントレバーの外周面を挟んでローラーとは反対側にある外凸の円弧形状であり、隣り合う凹部の間に凸部が形成されている。
【００１８】
車両運転者がシフトレバーのシフトポジションを変更する操作を行うと、シフトロッド等を介して回転操作トルクがディテントレバーに伝達されてディテントレバーが回転し、ローラーがディテントレバーの凹部および凸部に接触しながら転動する。車両運転者が選択したシフトポジションに対応する凹部にローラーが嵌合すると、ディテントレバーが固定され、その固定された角度に応じて油圧制御装置の手動弁の状態が決定する。油圧制御装置は、シフトポジション毎のディテントレバーの回転角度によって決まる手動弁の状態に応じて変速機のシフトレンジを制御する。このようにして、シフトレンジ切替装置は、車両運転者によるシフトレバーの操作によって変速機のシフトレンジを選択可能にする。
【００１９】
本発明のシフトレンジ切替装置が備えるディテントレバー１は、図１に示すように、Ｐポジション、Ｒポジション、Ｎポジションの順に対応する凹部ＣP、ＣR、ＣNが形成されている。ディテントレバー１には、これらの他に、例えばＤポジション、２ポジション、Ｌポジションなどに対応する凹部（不図示）を設けることができる。
【００２０】
ディテントレバー１には、Ｐポジションに対応する凹部ＣPとＲポジションに対応する凹部ＣRとの間の凸部ＤPRと、Ｒポジションに対応する凹部ＣRとＮポジションに対応する凹部ＣNとの間の凸部ＤRNとが形成されている。凸部ＤPRは、ディテントレバー１の回転中心ＯDからの高さ（動径方向の高さ）が凸部ＤRNよりも高くなるよう形成されている。また、ＲポジションとＮポジションとの間のポジション変更のためにディテントレバー１を回転させるのに必要となるシフトレバーの操作荷重が、シフトレバーの動き始めから所定の間、回転方向に向かって略一定値となるように、凹部ＣRと凹部ＣNとの間の凸部ＤRNの斜面の一部区間ｄの傾き（角度方向の変化量に対する動径方向の変化量）を設定している。区間ｄは、ディテントレバー１に回転トルクが発生していないときにローラー２がディテントスプリングのばね圧力で凹部ＣRに静止し、嵌合されている嵌合状態で、ローラー２と凸部ＤRNとの接する位置ｐから、凸部ＤRNの先端までの所定の区間である。
【００２１】
ローラー２の回転中心Ｏrからディテントレバー１の回転中心ＯDを通る向きを持ったディテントスプリングの付勢力をＦとすると、ローラー２が凸部ＤRNとのみ接している状態ではディテントスプリングからローラー２を介してディテントレバー１に回転トルクＴが発生する。ここで、ローラー２が凸部ＤRNとのみ接している状態でディテントレバー１が静止しており、ローラー２の回転中心Ｏrからの付勢力Ｆと付勢力Ｆに対して垂直な力ｆとの合力ＦSが、ディテントレバー１とローラー２とが接する位置ｐのディテントレバー１の外周面からの反力と釣り合っている場合を考える。ここで、図１に示す角度θは、ディテントスプリングの付勢力Ｆの向き（ローラー２の回転中心Ｏrとディテントレバー１の回転中心ＯDとを通る直線Ｌr）と、ローラー２の回転中心Ｏrとローラー２と凸部とが接する位置ｐとを通る直線ｌpとのなす角度である。また距離ｈは、ローラー２と凸部ＤRNとの接点ｐからディテントレバー１の回転中心ＯDまでの距離である。
【００２２】
このときの接点ｐにおけるローラー２からディテントレバー１に対して作用する力ＦS’は、付勢力Ｆと力ｆとの合力ＦSと等しく、ディテントレバー１の回転中心ＯD方向の力Ｆ’とその力Ｆ’に垂直な力ｆ’とに分解することができる。ディテントレバー１の回転トルクＴは、この力ｆ’と距離ｈとの積として下式（１）のように表すことができる。
【００２３】
【数１】
2018179061.tif 000003
【００２４】
力ｆ’は、力Ｆ’の向きと合力ＦS’の向き（または直線ｌp）とのなす角度θ’を用いると、
【００２５】
【数２】
2018179061.tif 000004
【００２６】
と表される。また、
【００２７】
【数３】
2018179061.tif 000005
【００２８】
【数４】
2018179061.tif 000006
【００２９】
であるので、
【００３０】
【数５】
2018179061.tif 000007
【００３１】
となる。また、角度θ’は、∠ＯrｐＯDの外角であるので、∠ｐＯDＯrを角度θDとすると、
【００３２】
【数６】
2018179061.tif 000008
【００３３】
となる。これら式（２）、（５）、（６）から、回転トルクＴは以下のように表される。
【００３４】
【数７】
2018179061.tif 000009
【００３５】
ここで、ローラー２の回転中心Ｏrからディテントレバー１の回転中心ＯDまでの距離Ｈは、余弦定理から、
【００３６】
【数８】
2018179061.tif 000010
【００３７】
となる。また、正弦定理から、
【００３８】
【数９】
2018179061.tif 000011
【００３９】
【数１０】
2018179061.tif 000012
【００４０】
となる。トルクＴを一定とする場合、付勢力Ｆが既知であるとすると、半径ｒは一定であるので、距離ｈと角度θ’との関係式が式（７）、（９）、（１０）から得られる。これらの式から得られる距離ｈと角度θ’との関係式に基づき、ディテントレバー１の回転中心ＯDからの距離ｈに応じて凸部ＤRNの面の法線方向が決まるので、区間ｄの凹部ＣR側の下端の位置をきめれば、トルクＴが一定である凸部ＤRNの区間ｄの形状を求めることができる。
【００４１】
操作荷重の最大値は、図２のシフトレバートルクの最大値と最小値によって定まり、最大値と最小値との間隔が小さい方が、操作性が良くなる。また、ディテントレバーの凸部の高さが高くなり、凸部の斜面の傾きが大きくなるにつれて、シフトレバートルクの傾きが大きくなる。
【００４２】
従来のディテント機構においては、操作感を良くするために、凸部の高さを低くして凸部の斜面の傾きを小さくし、シフトレバートルクを図２の曲線ｃのようにする場合がある。例えば、Ｐポジションにおける坂路での車両保持性能向上のためにディテントレバーに連結されているパーキングロッドに装着されたカムスプリングのばね圧力を上げる場合や、シフト操作力を下げる目的でシフト操作系のフリクションやディテントレバーの凸部の高さを低くする場合がある。図２の曲線ｃに示すように、Ｒポジションから隣のＮポジションへの操作荷重がシフトレバーのストローク始めに最大となり、その後ストローク量が増加するにつれて低下する特性とされていた。すなわち、このときのシフトレバートルクの最大値はＲポジションの位置であり、最小値はＮポジションの位置である。この場合、操作荷重が低く操作性が優れるが、凸部の高さが低く、凸部の斜面の傾きが小さいため、節度感が低下してシフト選択性は優れない。
【００４３】
他方、ディテントレバーの凸部の高さが高く、凸部の斜面の傾きが大きい場合には、シフトレバートルクは曲線ｂのようになる。図２の曲線ｂに示すように、凸部の斜面の傾きを大きくして操作荷重がシフトレバーのストローク始めから増加し、最大操作荷重がストローク始めの操作荷重よりも大きくすると、ポジション毎の節度感は高まる一方で、操作感の悪化が起きる。すなわち、このときのシフトレバートルクの最大値は、曲線ｃよりも大きく（−７°付近）、シフトレバートルクの最小値は、曲線ｃよりも小さい（−２°付近）ため、操作荷重が重くなり、操作性が悪化する。
【００４４】
これに対し、本発明は、操作荷重を高めること無く最大限凸部を高くするので、シフトポジション選択性を高めてシフト飛びを抑制すると同時に操作感の悪化を最小化することができる。本発明は、図２の曲線ａに示すように、操作荷重が一定になるように（曲線ａになるように）ディテントレバーの凸部の高さ、凸部の斜面の傾きを設定する。シフト操作初期から一定区間、ディテントレバーの回転操作トルクが略一定であり、シフト操作初期の操作荷重から操作荷重が増加しない範囲でＲレンジとＮレンジとの間の凸部の斜面の傾きを大きくする。すなわち、シフト操作初期の操作荷重から操作荷重が増加しない範囲でＲレンジとＮレンジとの間の凸部を高くしている。シフトレバートルクの最大値と最小値は、曲線ｃと同じであるので、操作荷重は変わっていない。しかし、凸部の高さは曲線ｃの例よりも高くなっているため、シフト選択性を向上できる。これにより、操作荷重の増加による操作感の悪化を抑えながら、シフト選択性を高めることを可能にしている。
【符号の説明】
【００４５】
１  ディテントレバー
２  ローラー
【図１】
2018179061.tif 000013
【図２】
2018179061.tif 000014