(57)【要約】【課題】小型化が可能な自動変速機のシフト操作装置を提供すること。【解決手段】トルクリミッタ６６が回動用ギヤ機構３６とモータ３３との間に設けられているので、シフト用駆動モータ３３から回動用ギヤ機構３６に入力される過大トルクに対し、一定トルク以上はすべりを発生させてトルク伝達させないようにすることができる。よって、回動用ギヤ機構３６等の必要強度を減少させることが可能となり、シフト操作装置１の小型化を図ることができる。トルクリミッタ６６は、第１コーン部材７１と第２コーン部材７２との摩擦係合により伝達トルクを制限するようになっているので、簡易な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。【選択図】図５
2014043889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機を収納するトランスミッションケースと、
前記トランスミッションケースの外周壁に形成されたギヤケースと、
前記ギヤケース内から前記トランスミッションケース内に貫装され、軸線回りに回動可能に支承された変速用出力軸と、
前記ギヤケースに設けられたモータと、
前記ギヤケース内に設けられ、前記変速用出力軸を回動するために前記モータの回転駆動力を前記変速用出力軸に伝達する回動用ギヤ機構と、
前記トランスミッションケース内に設けられ、前記変速用出力軸に固定された揺動可能なレバー部材と、
前記レバー部材と係合可能であり、前記変速機を変速動作させるシフトフォークと、を備えた自動変速機のシフト操作装置であって、
前記回動用ギヤ機構と前記モータとの間に設けられ、前記モータから前記回動用ギヤ機構に伝達可能なトルクを制限トルク以下に制限するトルクリミッタを備える自動変速機のシフト操作装置。
【請求項２】
前記トルクリミッタによって前記モータから前記回動用ギヤ機構に伝達可能な前記制限トルクを前記変速用出力軸の回動位相に応じて変化させる制限トルク調整機構を備える請求項１の自動変速機のシフト操作装置。
【請求項３】
前記トルクリミッタは、前記モータの出力軸および前記回動用ギヤ機構の入力ギヤ部材の一方に同軸に連結されコーン状の凹面を有する第１コーン部材と、前記出力軸および前記入力ギヤ部材の他方に同軸に設けられ前記凹面と摩擦係合可能なコーン状の凸面を有する第２コーン部材と、前記凹面と前記凸面とを所定圧で接触させるために前記第１コーン部材および前記第２コーン部材の一方を付勢するコーン付勢部材と、を備える請求項１又は２の自動変速機のシフト操作装置。
【請求項４】
前記回動用ギヤ機構の入力ギヤ部材は前記ギヤケースに軸線方向に移動可能に軸承され、前記トルクリミッタは、前記入力ギヤ部材を前記コーン付勢部材で前記モータ側に付勢することにより前記凸面と前記凹面とを摩擦係合させ、前記制限トルク調整機構は、前記入力ギヤ部材と噛合する従動ギヤ部材に設けられカム面を有する第１調整部材と、前記入力ギヤ部材に軸線方向に移動可能に支承され前記カム面と当接可能な第２調整部材とで構成され、前記コーン付勢部材が前記第２調整部材と前記入力ギヤ部材との間に介在される請求項３の自動変速機のシフト操作装置。
【請求項５】
前記変速用出力軸には、変速動作が完了したことを検出するセンサが設けられている請求項１〜４の何れか一項の自動変速機のシフト操作装置。
【請求項６】
前記変速機は、シンクロメッシュ機構を有する同期噛合式クラッチ機構を備えた変速機である請求項１〜５の何れか一項の自動変速機のシフト操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機のシフト操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両用の自動変速機として、動力の伝達効率がよいとされているギヤ式手動変速機をベースにした変速機の自動化がいくつか提案されている。例えば特許文献１には、モータを駆動することによって回動用ギヤ機構を介して変速用出力軸を回動し、変速用出力軸に同軸で固定されたレバーを回動する。そして、レバーに選択的に係合されるシフトフォークを移動させることによってシフトフォークに係合されるスリーブをシフト移動させ、シンクロメッシュ機構の作動によりドライブシャフトの回転とメーンシャフトの回転とが同期した時点でハブとクラッチ歯部とをスリーブの内周スプラインを介して連結する自動変速機のシフト操作装置が記載されている。回動用ギヤ機構は、モータの回転軸に設けられた第１べベルギヤと、第１べベルギヤと噛合する第２べベルギヤと、第２べベルギヤと同軸で固定された第１スパーギヤと、変速用出力軸に同軸で固定され、第１スパーギヤと大小２個の中間歯車を介して噛合する第２スパーギヤとを備えて構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３９１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の自動変速機のシフト操作装置では、ハブとクラッチ歯部とをスリーブの内周スプラインを介して連結する際、ドライブシャフトとメーンシャフトとの間に回転差があるとスリーブの内周スプラインとクラッチ歯部とが端面で当接してギヤ鳴りが発生するとともに、スリーブのシフト移動中にスリーブの内周スプラインとクラッチ歯部との間で過大な摩擦係合が発生し、もしくはスリーブがシフト移動の途中で停止され、過大トルクがモータから回動用ギヤ機構に伝達されて回動用ギヤ機構等が破損するおそれがある。そこで、回動用ギヤ機構等は、過大トルクで破損しない必要強度を持つように設計されており、シフト操作装置の小型化が困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能な自動変速機のシフト操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、変速機を収納するトランスミッションケースと、前記トランスミッションケースの外周壁に形成されたギヤケースと、前記ギヤケース内から前記トランスミッションケース内に貫装され、軸線回りに回動可能に支承された変速用出力軸と、前記ギヤケースに設けられたモータと、前記ギヤケース内に設けられ、前記変速用出力軸を回動するために前記モータの回転駆動力を前記変速用出力軸に伝達する回動用ギヤ機構と、前記トランスミッションケース内に設けられ、前記変速用出力軸に固定された揺動可能なレバー部材と、前記レバー部材と係合可能であり、前記変速機を変速動作させるシフトフォークと、を備えた自動変速機のシフト操作装置であって、前記回動用ギヤ機構と前記モータとの間に設けられ、前記モータから前記回動用ギヤ機構に伝達可能なトルクを制限トルク以下に制限するトルクリミッタを備えることである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記トルクリミッタによって前記モータから前記回動用ギヤ機構に伝達可能な前記制限トルクを前記変速用出力軸の回動位相に応じて変化させる制限トルク調整機構を備えることである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記トルクリミッタは、前記モータの出力軸および前記回動用ギヤ機構の入力ギヤ部材の一方に同軸に連結されコーン状の凹面を有する第１コーン部材と、前記出力軸および前記入力ギヤ部材の他方に同軸に設けられ前記凹面と摩擦係合可能なコーン状の凸面を有する第２コーン部材と、前記凹面と前記凸面とを所定圧で接触させるために前記第１コーン部材および前記第２コーン部材の一方を付勢するコーン付勢部材と、を備えることである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３において、前記回動用ギヤ機構の入力ギヤ部材は前記ギヤケースに軸線方向に移動可能に軸承され、前記トルクリミッタは、前記入力ギヤ部材を前記コーン付勢部材で前記モータ側に付勢することにより前記凸面と前記凹面とを摩擦係合させ、前記制限トルク調整機構は、前記入力ギヤ部材と噛合する従動ギヤ部材に設けられカム面を有する第１調整部材と、前記入力ギヤ部材に軸線方向に移動可能に支承され前記カム面と当接可能な第２調整部材とで構成され、前記コーン付勢部材が前記第２調整部材と前記入力ギヤ部材との間に介在されることである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記変速用出力軸には、変速動作が完了したことを検出するセンサが設けられていることである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記変速機は、シンクロメッシュ機構を有する同期噛合式クラッチ機構を備えた変速機であることである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、トルクリミッタが回動用ギヤ機構とモータとの間に設けられているので、モータから回動用ギヤ機構に入力される過大トルクに対し、一定トルク以上はトルク伝達させないようにすることができる。よって、回動用ギヤ機構等の必要強度を減少させることが可能となり、シフト操作装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、制限トルク調整機構が、トルクリミッタによってモータから回動用ギヤ機構に伝達可能な制限トルクを変速用出力軸の回動位相に応じて変化させる。これにより、変速機を変速させるシフトストロークの途中で制限トルクを変化させることができる。従って、シフトフォークがシフトストロークの途中位置又は変速動作完了位置で停止する場合でも、制限トルクをかかる位置における適切な値にすることにより、シフトフォークの停止位置で生じる変速機での金属接触によって発生する音を軽減することができる。
【００１４】
さらに、シフトフォークがシフトストロークの変速動作完了位置で停止してからモータが停止するまでの間、トルクリミッタによってモータが空回転されたとしても、変速動作完了位置とモータの停止位置との間のズレを自動的に補正することができ、次回以降の変速動作完了位置での金属接触音を低減することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、トルクリミッタは、モータの出力軸および回動用ギヤ機構の入力ギヤ部材の一方に連結された第１コーン部材と、出力軸および入力ギヤ部材の他方に設けられた第２コーン部材との摩擦係合により伝達トルクを制限するようになっているので、簡易な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、制限トルク調整機構は、入力ギヤ部材と噛合する従動ギヤ部材に設けられカム面を有する第１調整部材と、前記入力ギヤに移動可能に支承され前記カム面と当接可能な第２調整部材とで構成され、トルクリミッタのコーン付勢部材が第２調整部材と入力ギヤ部材との間に介在され、制限トルクをシフトストロークの中で変化させるようになっているので、簡易な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、センサは、レバー部材の変速動作完了位置および変速動作開始位置を検出することができるので、トルクリミッタですべりが発生しても、シフト動作を確実に行うことができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、同期噛合式の変速機においてハブとクラッチ歯部とをスリーブの内周スプラインを介して連結する際に過大トルクが発生しても、一定トルク以上はすべりを発生させてトルク伝達させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る自動変速機の変速制御装置の一実施の形態を示す概略平面図である。
【図２】図１の変速制御装置のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】自動変速機を収納するトランスミッションケースの外周壁に形成された変速制御装置を収納するアクチュエータケースを示す図である。
【図４】自動変速機の概略平面図である。
【図５】図２のシフト操作装置の主要部の断面図である。
【図６】別例のシフト操作装置の主要部の断面図である。
【図７】図６のシフト操作装置を上方から見た断面図である。
【図８】図６のシフト操作装置におけるシフトフォークのシフトストロークとトルクリミッタで発生するトルクとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る自動変速機のシフト操作装置の一実施の形態について図を参照して説明する。図１，２に示すように、シフト操作装置１およびセレクト操作装置２でなる変速制御装置３は、既知のシンクロメッシュ機構を有する同期噛合式の変速機を自動的に変速制御する装置である。図３に示すように、この変速制御装置３は、自動変速機を収納するトランスミッションケース４の外周壁に形成されたアクチュエータケース５内に収納されている。
【００２１】
自動変速機は、例えば、ＦＦ車用変速機であり、前進５段（または６段）、後進１段のＭＴ変速機と同様の構造となっている。図４に示すように、自動変速機９は、エンジン等の入力回転を伝達するドライブシャフト９１と、このドライブシャフト９１と一体的に回転するドライブギヤ９２と、このドライブギヤ９２に一体的に設けられたクラッチ歯部９３と、カウンタシャフト９４と、ドライブギヤ９２と噛み合わされカウンタシャフト９４と一体的に回転するカウンタドライブギヤ９５と、カウンタシャフト９４に同軸で配設固定された複数（図４では１個のみ示す）のカウンタギヤ９６と、プロペラシャフト等に出力回転を伝達するメーンシャフト９７と、カウンタギヤ９６と常時噛み合わされメーンシャフト９７に同軸で遊転可能に配設された複数（図４では１個のみ示す）のメーンシャフトギヤ９８と、メーンシャフト９７にスプライン嵌合されたハブ９９と、ハブ９９の外周にスプライン嵌合されてメーンシャフト９７の軸方向にストローク（スライド）可能なスリーブ１００と、スリーブ１００とハブ９９との間に介在された公知のシンクロメッシュ機構１０１を有し、シンクロメッシュ機構１０１の作動により、ドライブシャフト９１の回転とメーンシャフト９７の回転とが同期した時点でハブ９９とクラッチ歯部９３とをスリーブ１００の内周スプラインを介して連結する同期噛合式クラッチ機構１０２等とを備えて構成される。
【００２２】
図１，２に示すように、変速制御装置３は、アクチュエータケース５内からトランスミッションケース４内に貫装され、軸線方向にスライド可能且つ軸線回りに回動可能に支承された変速用出力軸３１と、トランスミッションケース４の取付面４１にボルト固定され、アクチュエータケース５で覆われるギヤケース３４と、ギヤケース３４に固定されたセレクト用駆動モータ３２およびシフト用駆動モータ３３（モータに相当する）と、ギヤケース３４内に収納され、変速用出力軸３１をスライドおよび回動するためにセレクト用駆動モータ３２およびシフト用駆動モータ３３の回転駆動力を伝達するスライド用ギヤ機構３５および回動用ギヤ機構３６等とを備えて構成される。
【００２３】
変速用出力軸３１は、トランスミッションケース４の取付面４１に対し垂直に立設されている。そして、変速用出力軸３１の上部には、円周状のラック５１が形成されている。変速用出力軸３１の略中央には、後述する駆動ギヤ６１に対し軸線方向に摺動可能に嵌合するスプライン１２が形成されている。変速用出力軸３１の下部には、変速用出力軸３１のスライドおよび回動に伴ってスライドおよび回動可能なレバー部材１３が取着されている。このレバー部材１３は、自動変速機の３つのスリーブ１００に先端部が係合した３つのシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３の各ゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３のいずれかと選択的に係合可能となっている。
【００２４】
スライド用ギヤ機構３５は、変速用出力軸３１の上部に形成された円周ラック５１と、セレクト用駆動モータ３２の回転軸に取付けられ、円周ラック５１と噛合可能なピニオン５２等とから構成されている。セレクト用駆動モータ３２の駆動によるピニオン５２の回動は、円周ラック５１で直動に変換され、変速用出力軸３１を軸線方向にスライドさせるようになっている。
【００２５】
回動用ギヤ機構３６は、外周部に扇型状のギヤ６１ａが形成され全体として鶏冠状をした駆動ギヤ６１と、この駆動ギヤ６１に噛合可能な小径のスパーギヤ６２と、このスパーギヤ６２と一体となって上方（図上）に延在する回転軸６３と、この回転軸６３にスプライン嵌合した大径の第１ベベルギヤ６４と、この第１ベベルギヤ６４に噛合可能な小径の第２ベベルギヤ６５（入力ギヤ部材に相当する）と、この第２ベベルギヤ６５に係合可能でシフト用駆動モータ３３の回転軸３３ａ（出力軸に相当する）に取付けられ、変速用出力軸３１から伝達されるトルクが所定値以上のときに当該トルクの伝達を制限するトルクリミッタ６６（図５参照）と、駆動ギヤ６１の小径のギヤ部に噛合可能な扇型状のセンサギヤ６７と、このセンサギヤ６７に取り付けられ、変速用出力軸３１の位相を検出するセンサ６８等とから構成されている。
【００２６】
図５に示すように、トルクリミッタ６６は、コーン状の凹面７１ａを有する第１コーン部材７１と、凹面７１ａと摩擦係合可能なコーン状の凸面７２ａを有する第２コーン部材７２と、第１コーン部材７１を軸線方向に付勢して凹面７１ａを第２コーン部材７２の凸面７２ａに所定圧で接触させる圧縮コイルばね７３（コーン付勢部材に相当する）とから構成されている。トルクリミッタ６６による制限トルクの調整は、圧縮コイルばね７３のばね定数や凹面７１ａおよび凸面７２ａの面角度、径等により可能である。
【００２７】
第１コーン部材７１は、略円筒状に形成され、左端面の中央部にはコーン状の凹面７１ａを有する円錐台状の有底の摺動穴が軸線方向に穿設され、右端面の中央部には小径部７１ｂが軸線方向に突設され、外周には円環状の溝７１ｃが設けられている。そして、小径部７１ｂには、圧縮コイルばね７３が挿入されると共にシフト用駆動モータ３３の回転軸３３ａが図略の回り止め用のキーを介して嵌入される円筒状の有底の嵌入穴７１ｄが軸線方向に穿設されている。第１コーン部材７１は、溝７１ｃに嵌め込まれたニードルベアリング７４によりギヤケース３４内にて軸線回りに回転可能かつ軸線方向に移動可能に支承されている。そして、小径部７１ｂの外周とギヤケース３４の内壁との間には、シフト用駆動モータ３３側への油漏れを防止するシールリング７５が嵌入されている。
【００２８】
第２コーン部材７２は、第２ベベルギヤ６５の回転軸部６５ａの端部に一体的に設けられている。すなわち、第２ベベルギヤ６５の回転軸部６５ａは、円筒状に形成され、回転軸部６５ａの端部には、凹面７１ａと略同一形状のコーン状の凸面７２ａが設けられている。第２コーン部材７２が設けられた第２ベベルギヤ６５は、ギヤケース３４内に嵌入されスナップリング２１で抜け止めされたラジアルベアリング２２により軸線方向の移動を規制されて軸線回りに回転可能に支承されている。
【００２９】
次に、変速制御装置３の動作を説明する。セレクト用駆動モータ３２がピニオン５２を回転し、変速用主軸３１が軸線方向にスライドすると、レバー部材１３が１−２速、３−４速、５−Ｒ速のシフトフォークＦ１、Ｆ２、Ｆ３の各ゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３のいずれかと選択的に係合、例えばシフトフォークＦ１のゲートＧ１と係合する。そして、シフト用駆動モータ３３が第１コーン部材７１を回転すると、圧縮コイルばね７３の復元力による凹面７１ａと凸面７２ａとの間の摩擦係合により第１コーン部材７１と一体で第２ベベルギヤ６５が回転する。
【００３０】
そして、第１ベベルギヤ６４が回転してスパーギヤ６２が回転すると、駆動ギヤ６１が回転して変速用出力軸３１が所定の減速比のもとで軸線回りに回動する。すると、レバー部材１３が回動してシフトフォークＦ１がスリーブ１００をメーンシャフト９７の軸方向にスライドさせる。このスリーブ１００のスライドにより公知のシンクロメッシュ機構１０１の作動により、ドライブシャフト９１の回転とメーンシャフト９７の回転とが同期した時点で同期噛合式クラッチ機構１０２のスリーブ１００の内周スプラインがクラッチ歯部９３と噛み合って例えば２速にシフトする。
【００３１】
ここで、ハブ９９とクラッチ歯部９３とをスリーブ１００の内周スプラインを介して連結する際、ドライブシャフト９１とメーンシャフト９７との間に回転差があるとスリーブ１００の内周スプラインとクラッチ歯部９３とが端面で当接してギヤ鳴りが発生するとともに、スリーブ１００のシフト移動中にスリーブ１００の内周スプラインとクラッチ歯部９３との間で過大な摩擦係合が発生し、もしくはスリーブ１００がシフト移動の途中で停止され、過大トルクがシフト用駆動モータ３３から回動用ギヤ機構３６に伝達されて回動用ギヤ機構３６等が破損するおそれがある。しかし、本実施形態では、第２ベベルギヤ６５とシフト用駆動モータ３３との間にトルクリミッタ６６が設けられているので、回動用ギヤ機構３６に入力される過大トルクに対し、一定トルク以上はすべりを発生させてトルク伝達させないようにすることができる。
【００３２】
すなわち、過大トルクにより発生する凹面７１ａと凸面７２ａとの間のせん断力が、圧縮コイルばね７３の復元力による発生する凹面７１ａと凸面７２ａとの間の摩擦力を超えたとき、第２コーン部材７２と第１コーン部材７１との間にはすべりが発生するのでトルクの伝達が遮断され、回動用ギヤ機構３６の破損を防止することができる。よって、回動用ギヤ機構３６等の必要強度を減少させることが可能となり、シフト操作装置１の小型化を図ることができる。そして、トルクリミッタ６６ですべりが発生しても、センサ６８からの変速用出力軸３１の位相検出信号によりレバー部材１３の変速動作完了位置および変速動作開始位置を検出することができるので、シフト動作を確実に行うことができる。
【００３３】
次に、本発明に係る自動変速機のシフト操作装置の別の実施の形態について図５に対応させて示す図６および図７を参照して説明する。なお、図５に示すシフト操作装置１の構成部材と同一の構成部材に関しては、図６および図７に示すシフト操作装置１０において同一番号を付してそれらの詳細な説明を省略する。図６および図７に示すように、シフト操作装置１０の回動用ギヤ機構３６には、トルクリミッタ６６の代わりに、第１ベベルギヤ６４と第２ベベルギヤ８５（入力ギヤ部材に相当する）との間に設けられ、シフト用駆動モータ３３から伝達されるトルクの調整が可能な制限トルク調整機構６９および第２ベベルギヤ８５に係合可能でシフト用駆動モータ３３の回転軸３３ａに取付けられ、変速用出力軸３１から伝達されるトルクが所定値以上のときに当該トルクの伝達を制限するトルクリミッタ７０が備えられている。
【００３４】
制限トルク調整機構６９は、カム面８１ａを有する第１調整部材８１と、カム面８１ａと摺動可能な第２調整部材８２と、第２調整部材８２を軸線方向に付勢して第２調整部材８２をカム面８１ａに所定圧で接触させる圧縮コイルばね８３（調整部材用付勢部材に相当する）とから構成されている。制限トルク調整機構６９による必要伝達トルクの調整は、圧縮コイルばね８３のばね定数やカム面８１ａの面形状等により可能である。
【００３５】
第１調整部材８１は、第１ベベルギヤ６４の上端面６４ａ上に一体的に突設されている。カム面８１ａは、第２調整部材８２の軸線に対し対称形状であって第１ベベルギヤ６４の軸線方向から見た形状が略正弦曲線の形状に形成されている。このカム面８１ａは、第１ベベルギヤ６４（変速用出力軸３１）の回転、すなわちシフトフォークＦ１，Ｆ２，Ｆ３のシフトストロークの変化に伴って第２調整部材８２に対する押圧力、すなわちトルクリミッタ７０によってシフト用駆動モータ３３から回動用ギヤ機構３６に伝達可能な制限トルクが変化するように形成されている。具体的には、図８に示すように、シフトストロークＳが変速動作開始位置Ｓｏから第１途中位置Ｓａになるまでは、制限トルクＴは徐徐に増加し、シフトストロークＳが第１途中位置Ｓａから第２途中位置Ｓｂになるまでは、制限トルクＴは急激に増加し、シフトストロークＳが第２途中位置Ｓｂから変速動作終了位置Ｓｃになるまでは、トルクＴは減少するようにカム面８１ａが形成されている。
【００３６】
第２調整部材８２は、球状に形成され、第２ベベルギヤ８５のギヤ部８５ｂの端部に配置されている。すなわち、第２ベベルギヤ８５のギヤ部８５ｂの端部には、円筒状の有底の嵌入穴８５ｃが軸線方向に穿設され、この嵌入穴８５ｃに圧縮コイルばね８３が挿入されると共に第２調整部材８２が挿入されている。
【００３７】
トルクリミッタ７０は、コーン状の凹面８６ａを有する第１コーン部材８６と、凹面８６ａと摩擦係合可能なコーン状の凸面８７ａを有する第２コーン部材８７とから構成されている。トルクリミッタ７０による必要制限トルクの調整は、凹面８６ａおよび凸面８７ａの面角度、径等により可能である。
【００３８】
第１コーン部材８６は、略円筒状に形成され、左端面の中央部にはコーン状の凹面８６ａを有する円錐台状の有底の摺動穴が軸線方向に穿設され、右端面の中央部には小径部８６ｂが軸線方向に突設され、外周には円環状の溝８６ｃが設けられている。そして、小径部８６ｂには、シフト用駆動モータ３３の回転軸３３ａが図略の回り止め用のキーを介して嵌入される円筒状の有底の嵌入穴８６ｄが軸線方向に穿設されている。第１コーン部材８６は、溝８６ｃに嵌め込まれたニードルベアリング７４およびギヤケース３４内に嵌め込まれスナップリング２１で抜け止めされたスラストベアリング８８によりギヤケース３４内にて軸線回りに回転可能に支承されている。そして、小径部８６ｂの外周とギヤケース３４の内壁との間には、シフト用駆動モータ３３側への油漏れを防止するシールリング７５が嵌入されている。
【００３９】
第２コーン部材８７は、第２ベベルギヤ８５の回転軸部８５ａの端部に一体的に設けられている。すなわち、第２ベベルギヤ８５の回転軸部８５ａは、円筒状に形成され、回転軸部８５ａの端部には、凹面８６ａと略同一形状のコーン状の凸面８７ａが設けられている。第２コーン部材８７が設けられた第２ベベルギヤ８５は、ギヤケース３４内に嵌入されラジアルベアリング２２により軸線回りに回転可能に支承されている。
【００４０】
次に、シフト操作装置１０の動作を説明する。シフト用駆動モータ３３が第１コーン部材８６を回転すると、圧縮コイルばね８３の復元力による凹面８６ａと凸面８７ａとの間の摩擦係合により第１コーン部材８６と一体で第２ベベルギヤ８５が回転して第１ベベルギヤ６４が回転する。
【００４１】
そして、第１ベベルギヤ６４の回転に伴ってスパーギヤ６２が回転すると、駆動ギヤ６１が回転して変速用出力軸３１が所定の減速比のもとで軸線回りに回動する。すると、レバー部材１３が回動してシフトフォークＦ１がスリーブ１００をメーンシャフト９７の軸方向にスライドさせる。このスリーブ１００のスライドにより公知のシンクロメッシュ機構１０１の作動により、ドライブシャフト９１の回転とメーンシャフト９７の回転とが同期した時点で同期噛合式クラッチ機構１０２のスリーブ１００の内周スプラインがクラッチ歯部９３と噛み合って例えば２速にシフトする。
【００４２】
ここで、図８に示すように、トルクリミッタ７０で伝達可能な制限トルクＴは、シフトストロークＳが変速動作開始位置Ｓｏから第１途中位置Ｓａになるまでは徐徐に増加するので、第２ベベルギヤ８５の第１ベベルギヤ６４に対するバックラッシやガタを取って作動音の発生を抑制することができる。そして、シフトストロークＳが第１途中位置Ｓａから第２途中位置Ｓｂになるまでは急激に増加して最大値で維持されるので、同期噛合式クラッチ機構１０２のスリーブ１００の内周スプラインをクラッチ歯部９３と確実に噛み合わせることができる。そして、シフトストロークＳが第２途中位置Ｓｂから変速動作終了位置Ｓｃになるまでは減少するので、シフトフォークＦ１の停止位置で生じる変速機での金属接触によって発生する音を軽減することができる。
【００４３】
また、第１実施形態と同様に、本実施形態では、第２ベベルギヤ８５とシフト用駆動モータ３３との間にトルクリミッタ７０が設けられているので、回動用ギヤ機構３６に入力される過大トルクに対し、一定トルク以上はすべりを発生させてトルク伝達させないようにすることができる。
【００４４】
すなわち、過大トルクにより発生する凹面８１ａと凸面８２ａとの間のせん断力が、圧縮コイルばね８３の復元力による発生する凹面８１ａと凸面８２ａとの間の摩擦力を超えたとき、第２コーン部材８２と第１コーン部材８１との間にはすべりが発生するのでトルクの伝達が遮断され、回動用ギヤ機構３６の破損を防止することができる。よって、回動用ギヤ機構３６等の必要強度を減少させることが可能となり、シフト操作装置１の小型化を図ることができる。
【００４５】
なお、上述の実施形態では、トルクリミッタ６６，７０として第１コーン部材７１，８６および第２コーン部材７２，８７を用いた構成としたが、既知の多板クラッチを用いた構成としてもよい。また、圧縮コイルばね７３，８３は、第１コーン部材７１，８６を軸線方向に付勢して凹面７１ａ，８６ａを第２コーン部材７２，８７の凸面７２ａ，８７ａに所定圧で接触させる構成としたが、第２コーン部材７２，８７を軸線方向に付勢して凸面７２ａ，８７ａを第１コーン部材７１，８６の凹面７１ａ，８６ａに所定圧で接触させる構成としてもよい。また、回動用ギヤ機構３６に第１ベベルギヤ６４および第２ベベルギヤ６５を用いた構成としたが、ウォームおよびウォームホイールを用いた構成としてもよい。また、コーン付勢部材として圧縮コイルばね７３，８３を用いたが、コーン部材の付勢が可能であれば例えば油圧装置を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１，１０：シフト操作装置、２：セレクト操作装置、３：変速制御装置、４：トランスミッションケース、５：アクチュエータケース、１３：レバー部材、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３：シフトフォーク、３１：変速用出力軸、３３：シフト用駆動モータ、３５：回動用ギヤ機構、６１：駆動ギヤ、６２：スパーギヤ、６３：回転軸、６４：第１ベベルギヤ、６５，８５：第２ベベルギヤ、６６，７０：トルクリミッタ、６７：センサギヤ、６８：センサ、６９：制限トルク調整機構、７１，８６：第１コーン部材、７１ａ，８６ａ：凹面、７２，８７：第２コーン部材、７２ａ，８７ａ：凸面、７３，８３：圧縮コイルばね、８１：第１調整部材、８１ａ：カム面、８２：第２調整部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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