図1に、本発明に係るレンジ切換え装置の 一例として、本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、パーキング機構8、及び� �ルブボディ9の構成を模式的に示す図である� ��

 レンジ切換え装置1は、図1に示すように� �例えば車輌に搭載される自動変速機(例えば� ��段自動変速機や無段変速機(CVT))に取り付け� ��れるように構成されており、該レンジ切換� ��装置1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� �号S2を発生させる制御手段3と、該制御手段3� ��らの制御信号S2に基づいて制御されるモー� �4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(駆動機構)5と、該変換機構5に� �って変換された直線運動を揺動運動に変換� �るアーム部材(回転係合部材、駆動機構)6と� �該アーム部材6によって回動駆動されるマニ� ��アルシャフト(レンジ切換え軸)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� ��スプール21の位置を検出するレンジ位置検� �センサ(検出部)11と、を備えている。これら� ��ータ4、変換機構5、アーム部材6、レンジ位� ��検出センサ11は、同一のケース(ケース部材) 10内に収納されている。

 一方、自動変速機には、大まかに、不図� ��の変速機構を油圧制御するための油圧制御� ��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� �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� ��機のケースの外部に取り付けられて配設さ� ��ている。また、上記スプール21は、自動変� �機のバルブボディ9内に配置されており、上� ��パーキング機構8は、不図示の自動変速機の ケース内に収納されている。

 シフトレバー2には、自動変速機のP(パー� ��ング)レンジ,R(リバース)レンジ,N(ニュート� �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、操作されて上述の シフトレンジのうちから1つのレンジが選択� �れる。そして、選択されたレンジに対応す� �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、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、� ��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。

 制御手段3は、上述のシフトレバー2で発� �されたシフト信号S1に基づいて制御信号S2を� ��生させ、この制御信号S2によって後述のモ� �タ4の回転を制御するものである。さらに、� ��の制御手段3には、後述のスプール21の位置� ��検出するレンジ位置検出センサ11(後述)から の検出信号が入力される。制御手段3は、こ� �検出信号に基づいて、モータ4の回転方向や� ��転開始・停止のタイミングを制御するよう� ��なっている。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� ��めのコントロールユニットである。また、� ��御手段3は、図1において、ケース10の外部に 配置されているように示しているが、該ケー ス10の内部に配置するようにしても良い。

 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� �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� �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� �動変速機(不図示)のケースによって揺動自在 に支持されている。ディテントレバー26の一� ��部(図1中の下方側の端部)には、長孔状の長� ��31が穿設されていて、この長孔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� �ク25が係合されている。

 該スプール21は、バルブボディ9内に配置� ��れたマニュアルバルブ20内のスプールであ� �、例えば図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� �油路を切換えて、所定のシフトレンジを設� �するものである。すなわち、Pレンジに対応� ��るP位置,Rレンジに対応するR位置,Nレンジに� ��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、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� ��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� �ール21のP位置,R位置,N位置,D位置に大まかに� �応している。ここで、「大まかに」とは、� �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� �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� �は二股部33が形成されている。この二股部33� ��間に、ローラ28が回動自在に支持されてい� �。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� �溝a,c,e,gの傾斜面に押圧して、ディテントレ� ��ー26を精度よく位置決め保持するようにな� �ている。

 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方向の移動動作が連動しているこ� ��、すなわちマニュアルシャフト18の回動位� �とスプール21の位置とが1対1に対応している� ��とに基づき、スプール21の位置を直接制御� �るのではなく、マニュアルシャフト18の回動 角度を精度よく制御することで、スプール21� ��精度よく制御するものである。

 パーキング機構8は、図1に示すように、� �端側がL字形に屈曲されて上述のディテント� ��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� ��移動可能な円錐状のウエッジ35と、パーキ� �グロッド34に固定された鍔部36とウエッジ35� �に連結されたばね37と、パーキングロッド34� ��先端側の下方に配置されたサポート38と、� �のサポート38との間にウエッジ35が挿脱され� ��、揺動自在なパーキングポール40とを備え� �いる。パーキングポール40は、基端側の軸41� ��中心にほぼ上下方向に揺動自在に配置され� ��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。

 ついで、シフトレンジの切換え動作につ� ��てPレンジからRレンジへの切換えを一例と� �て簡単に説明する。Pレンジにおいては、デ� ��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� �レバー2が、PレンジからRレンジに切換えら� �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� ��詳しくは後述するレンジ切換え装置1のモー タ4が回転され、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中反時計回り方 向に回転し、スプール21が矢印A1方向に移動� �ると共にローラ28がレンジ溝a内から凸部bを� ��えてレンジ溝c内に入る。制御手段3は、後� �のレンジ位置検出センサ11の検出角度がPレ� �ジからRレンジへの切換えに対応する値にな� ��たときに、モータ4の回転を停止する。モー タ4が停止されたことにより、ディテントレ� �ー26は、ディテントスプリング27の弾性力に� ��づくローラ28の付勢力により回転される。� �の回転によってローラ28は、レンジ溝c内に� �度よく位置決め保持される。これにより、P� ��置にあったスプール21は、精度よくR位置に� ��置され、PレンジからRレンジへの切換えを� �成する。なお、他のシフトレンジ間の切換� �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。

 次に、図2及び図3を参照して、本発明に� �るレンジ切換え装置1の構成について説明す� ��。ケース10は、自動変速機に対して固定さ� �るケース本体10aと、このケース本体10aを上� �から覆うカバー10b(図3参照)とを備えている� �この図2は、カバー10bを取り外した状態を示� ��。また、図3(a)は、図2のA-A線の断面を示し� �図3(b)は、図2のB-B線の断面を示す。

 モータ4は、図2に示すように、円筒形状� �本体4aと、該本体4aの一端側(図2中右方側)に� ��出するように配置された出力軸4bと、該本� �4aの他端側(図2中左方側)に配置され、電源の 供給及び上記制御手段3からの制御信号S2を入 力するためのモータ端子部(第2の端子)4cとに� ��って構成されている。また、該モータ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、上記の制御手段3によって制御される� �うになっている。

 上記モータ4の出力軸4bには、図2及び図3(b )に示すように、伝動ギヤ12aが一体に回転す� �ように固定されており、該伝動ギヤ12aは、� �動ギヤ12bと噛合している。該伝動ギヤ12bは� �ケース10に対して固定された伝動軸13に回転� ��在となるように嵌合されていると共に、上� ��伝動ギヤ12aよりも大きな外径を有しており� ��さらに、該伝動ギヤ12bよりも小さな外径の� ��動ギヤ12cが一体的に固定されている。そし� ��、該伝動ギヤ12cは、該伝動ギヤ12cよりも大� ��な外径の伝動ギヤ12dと噛合しており、該伝� ��ギヤ12dは、後述する変換機構5のねじ軸(ね� �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� �4bの回転駆動力は、これら伝動ギヤ12a,12b,12c, 12dからなる伝動ギヤ群12によって減速されて� ��記ねじ軸5aに伝達される。

 変換機構5は、本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� �ねじは、図2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� �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10に� �してブラケットによって固定されたベアリ� �グ5dを介してケース10に対して回転自在に支� ��されている。

 上記ナット部材5bは、図3に示すように、� ��々直方体状に形成されていて、背面側(図3� �の右方側)には、軸方向に沿ってガイドレー� ��5eが形成されている。このガイドレール5eは 、ケース本体10aの内側に固定配置され、ねじ 軸5aに平行に敷設されたガイド溝14に遊嵌さ� �ており、該ナット部材5bはねじ軸5aの回転に� ��って回転不能に軸方向へ案内される。また� ��ナット部材5bの手前側(図3中の左方側)には� �突起部5cが形成されており、この突起部5cに� ��、後述のアーム部材6が係合されている。こ のように本実施の形態においては、変換機構 5は、回転運動を直線運動に変換できるよう� �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� �ことが容易になる。

 アーム部材6は、図2に示すように、基端� �6Aと先端部6Bとを有している。該先端部6Bに� �、長孔状の孔部6bが形成されており、上記ナ ット部材5bの突起部5cが係合している。上記� �端部6Aには、貫通孔6aが形成されており、図3 (a)に示すように、貫通孔6aには、連結部材15� �一端部が嵌合している。該連結部材15は、ケ ース10に対して揺動自在となるように配置さ� ��ており、一端部においてアーム部材6の貫通 孔6aに対して回転不能に嵌合している。つま� ��連結部材15は、アーム部材6の揺動中心軸と� ��っている。また、連結部材15の他端部には� �穴部15aが設けられており、該穴部15aの内周� �には、マニュアルシャフト18を相対回転不能 に係合するためのスプライン15bが形成されて いる。これにより、アーム部材6は、上記ナ� �ト部材5bがねじ軸5aの軸方向に移動するのに� ��って、先端部6B側が貫通孔6a、つまり連結部 材15を基準にして揺動動作し、この揺動動作� ��連結部材15を介してマニュアルシャフト18を 回転させることになる。なお、図1において� �、説明の便宜上、レンジ切換え装置1を、ア� ��ム部材6が配置されている側から見たように 示しているが、実際はマニュアルシャフト18� ��一端部が、レンジ切換え装置1のモータ4側� �ら連結されるようになっている。また、本� �施の形態においては、連結部材15とマニュア ルシャフト18とが、スプライン係合するよう� ��説明したが、例えば図1に示すように、マニ ュアルシャフト18の一端部を断面が矩形とな� ��ように形成し、これに一致するように連結� ��材15の角柱状の穴部を形成して、連結部材15 とマニュアルシャフト18とが相対回転不能と� ��るように構成しても良い。

 レンジ位置検出センサ11は、図2及び図3(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� �る上記連結部材15が貫通された状態で配置さ れている。本実施の形態に係るレンジ位置検 出センサ11は、ポテンショメータからなり、� ��ーム部材6の揺動角度、つまり上記マニュア ルシャフト18の回転角度に対応した電圧を出� ��するように構成されている。また、レンジ� ��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(第1の端子)11aを有してお り、つまり該センサ端子部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� �、モータ4の駆動回転量のためのフィードバ� ��ク制御に用いられ、つまりレンジ位置検出� ��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� �れる。

 センサ端子部11aは、図2中における略々左 方側に向けて、つまり上記モータ4のモータ� �子部4cと略々同方向に向けて配置されている 。これにより、センサ端子部11aとモータ端子 部4cとは、近接した位置に配置され、かつ略� ��同方向に向けて配置されており、これらに� ��続する配線、つまり制御手段3とを接続する 配線を簡素化することができる。なお、本実 施の形態においては、レンジ位置検出センサ 11をポテンショメータであるように説明した� ��、これに限らず、マニュアルシャフト18の� �転角度に対応した電気的な信号を出力し得� �ものであればどのようなセンサを用いても� �い。

 ところで、本実施の形態のようなレンジ� ��換え装置の変換機構にボールねじを採用す� ��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� ��と、ボールねじ軸に対して軸方向移動可能� ��係合されたボールナットと、これらボール� ��じ軸とボールナット間に介装された多数の� ��ールとを有して構成されており、アーム部� ��は、先端に二股部を形成し、この二股部に� ��ってボールねじ軸及びボールナットを挟み� ��むようにボールナットに連結しなくてはな� ��ない。つまり、例えばボールナットとアー� ��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。しかし、本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� ��ム部材6との連結を1箇所によるものにする� �とができる。これにより、アーム部材6は、� ��端側に二股部を形成する場合に比して、ね� ��軸5aの軸心に対して離れた位置に配置する� �とができ、該アーム部材6の基端部6A側とね� �軸5aとの間にモータ4を配置することができ� �。また、先端側に二股部を形成しないので� �ねじ軸5aとモータ4とを近づけて配置するこ� �ができて、レンジ切換え装置1をコンパクト� ��することができる。

 以上のように本発明に係るレンジ切換え� ��置1は、モータ4をアーム部材6の基端部6Aと� �換機構5との間に配置し、該変換機構5の軸方 向とモータ4の軸方向とを並列に並べて配置� �たので、これら軸方向長さを短縮すること� �でき、レンジ切換え装置1をコンパクト化す� ��ことができる。

 また、例えばアーム部材6の基端部6Aと変� ��機構5とを隣接配置する場合に比して、該ア ーム部材6の長さをモータ4の径方向寸法だけ� ��く形成しているので、該基端部6Aの揺動角� �に対して変換機構5の直線運動の移動量を多� ��とることができ、該基端部6Aの揺動角度を� �度良く制御することができる。さらに、ア� �ム部材6が長くされた分、てこの原理により� ��換機構5へ入力するトルクを低減することが でき、モータ4の小型化を図ることができる� �

 また、変換機構5の直線運動を行うナット 部材5bとねじ軸5aとの間のスラスト荷重を低� �することができ、該ねじ軸5aを支持するベア リング5d及び該ベアリング5dを支持するブラ� �ットをコンパクト化することができる。

 さらに、変換機構5は、滑りねじ部材と該 滑りねじ部材に直接螺合されると共にアーム 部材6の先端部6Bに連結されたナット部材5bに� ��って構成されているので、例えば変換機構5 をボールねじ機構とし、直線運動を行う部材 が、ねじ部材に対して径方向両側面から挟み 込んで支持する二股部を有することでカタギ を防止する構成とする場合に比して、直線運 動を行うナット部材5bとアーム部材6とが1箇� �において連結した構成とすることができ、� �換機構5とアーム部材6の基端部6Aとの間にモ� ��タ4を配置することができる。

 また、センサ端子部11a及びモータ端子部4 cを近接配置したので、レンジ位置検出セン� �11とモータ4との配線を簡素化することがで� �る。

 なお、以上説明した本実施の形態におい� ��は、レンジ切換え装置1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。