(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトバイワイヤ型トランスミッション用の回転シフトアクチュエータ（１）であって、
モータ軸線（９）回りに回転可能なモータシャフト（４）を備えたモータ（３）と、
出力レバー（４５）の第２の端部（５６）寄りに配置され且つトランスミッションのシフトシャフトに連結されるようになった出力ヘッド（５５）と、
トルクを前記モータシャフト（４）から前記出力ヘッド（５５）に伝達するギヤトレーン（５８）と、を有し、
前記ギヤトレーン（５８）は、第１の軸線（１７）回りに回転可能な第１のシャフト（１５）、第２の軸線（３１）回りに回転可能な第２のシャフト（２９）及びレバー軸線（４７）回りに回動可能な前記出力レバー（４５）を含み、
前記ギヤトレーン（５８）は、トルクを前記モータシャフト（４）から前記第１のシャフト（１５）に、前記第１のシャフト（１５）から前記第２のシャフト（２９）に、そして前記第２のシャフト（２９）から前記出力レバー（４５）に伝達する手段（５，１１，２１，２５，３７，４３）を更に含み、
トルクを前記第１のシャフト（１５）から前記第２のシャフト（２９）に伝達する前記手段（２１，２５）は、ウォームギヤ（２１，２５）として形成され、
前記モータ軸線（９）は、前記第１の軸線（１７）に平行に且つ前記第２の軸線（３１）に垂直に延び、前記第２の軸線（３１）は、前記レバー軸線（４７）に平行に延び、
トルクを前記モータシャフト（４）から前記第１のシャフト（１５）に伝達する前記手段（５，１１）は、前記モータシャフト（４）に取り付けられたモータスパーギヤ（５）及び前記第１のシャフト（１５）に取り付けられた第１のスパーギヤ（１１）によって形成され、前記第１のスパーギヤ（１１）は、前記モータスパーギヤ（５）と噛み合い状態にあり、
前記第１のシャフト（１５）は、円筒形の形状のものであり、２つの管形ブッシュ（２３，２３′）内に設けられ、当該第１のシャフト（１５）を前記第１の軸線（１７）の方向に変位させることができるようになっている、回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項２】
前記モータ軸線（９）及び前記第１の軸線（１７）は、前記第２の軸線（３１）と前記レバー軸線（４７）との間に配置され、前記第１の軸線（１７）は、好ましくは、前記モータ軸線（９）と前記第２の軸線（３１）との間に配置されている、請求項１記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項３】
前記ウォームギヤ（２１，２５）は、前記第１のシャフト（１５）に取り付けられた円筒形ピニオンギヤ（２１）及び前記第２のシャフト（２９）に取り付けられたクラウンギヤ（２５）によって形成され、前記クラウンギヤ（２５）は、前記円筒形ピニオンギヤ（２１）と噛み合い状態にある、請求項１又は２記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項４】
前記第１のシャフト（１５）の第１及び／又は第２の端部（１３，１９）は、第１及び／又は第２の弾性要素（７５）に隣接して配置されているが、好ましくは、該弾性要素から間隔を置いて設けられ、前記第１のシャフト（１５）を前記第１又は前記第２の弾性要素（７５）に向かって前記第１の軸線（１７）に沿って変位させると、前記第１のシャフト（１５）を前記第１又は前記第２の弾性要素（７５）によって中央位置に押し戻すことができるようになっている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項５】
前記第１の弾性要素（７５）は、前記第１の軸線（１７）に垂直な平面内で延びる第１のプレートスプリング（７５）として形成されている、及び／又は、前記第２の弾性要素（７５）は、前記第１の軸線（１７）に垂直な平面内で延びる第２のプレートスプリング（７５）として形成されている、請求項４記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項６】
前記第１のシャフトの前記第１の端部及び／又は前記第２の端部は、クーポラの形をしている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項７】
前記回転シフトアクチュエータ（１）は、ハウジング（６３）内に配置され、前記ハウジング（６３）は、カバー（６５）、中央要素（６７）及びベース（６９）を有し、前記カバー（６５）は、好ましくは、ガスケット（７１）によって前記中央要素（６７）に封着されている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【請求項８】
磁石（５９）が前記第２のシャフト（２９）の端部に取り付けられ、前記磁石（５９）は、当該磁石（５９）の磁極が前記第２の軸線（３１）に垂直な軸線に沿って延びるよう配置され、
前記回転シフトアクチュエータ（１）は、前記磁石（５９）の向きを検出する装置（６１）を有する、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の回転シフトアクチュエータ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に説明する本発明は、シフトバイワイヤ（shift-by-wire）型トランスミッション（変速装置）用の回転シフトアクチュエータであって、モータ軸線回りに回転可能なモータシャフトを備えたモータと、出力レバーの第２の端部寄りに配置され且つトランスミッションのシフトシャフトに連結されるようになった出力ヘッドと、トルクをモータシャフトから出力ヘッドに伝達するギヤトレーン（歯車列）とを有し、ギヤトレーンは、第１の軸線回りに回転可能な第１のシャフト、第２の軸線回りに回転可能な第２のシャフト及びレバー軸線回りに回動可能な出力レバーを含み、ギヤトレーンは、トルクをモータシャフトから第１のシャフトに、第１のシャフトから第２のシャフトに、そして第２のシャフトから出力レバーに伝達する手段を更に含む形式の回転シフトアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、大抵の車両は、オートマチック又はセミオートマチックトランスミッションを採用している。車両のユーザから又は車両の制御システムからのシフト信号は、トランスミッションのシフトシャフトの回転に変換されなければならない。シフトシャフトは、トランスミッションから延び出ていて、トランスミッションのモードを変化させるために使用できるシャフトである。オートマチックトランスミッションは、典型的には、パーク（パーキング）モード、リバースモード、ニュートラルモード及びドライブモードを有している。一般に、シフトシャフトは、パークモードからリバースモード及びニュートラルモードを経てドライブモードに回される。
【０００３】
シフトシャフトを例えば約５０°という制限された角度にわたって回転させるために大きなトルクが必要であることが、全ての回転シフトアクチュエータの共通の問題である。トルクは、一般に、小さなトルクを有する電気モータによってギヤトレーンを介して提供される。しかしながら、出力ヘッドのところで利用できるトルクは、ギヤトレーンによって提供されるギヤ比につれてスケール変更する。それ故、ギヤトレーンは、トランスミッションのモードを相互にシフトさせるのに必要なトルクでモータシャフトの多くの回転数を出力ヘッドの制限された角度の回転に変換するのに十分なギヤ比を提供しなければならない。
【０００４】
２本のシャフト相互間の大きなギヤ比は、シャフトのうちの一方に大きな半径を持つギヤ又はこれに類似したコンポーネントを設けると共に他方のシャフトに小さな半径を持つギヤ又はこれに類似したコンポーネントを設けることによってのみ達成できる。その結果、ギヤ比を大きくするには、シャフト相互間の距離を長くする必要があり、その結果、回転シフトアクチュエータの全体的寸法が増大する。それ故、モータと出力ヘッドとの間に高いギヤ比を持つ効果的な回転シフトアクチュエータは、かなり嵩張り且つ重くなる傾向がある。しかしながら、スペース及び重量に関する要件は、現代の車両ではかなり厳しく、従って、多くの先行技術の回転シフトアクチュエータは、コンパクトであるか効率的であるかのいずれか一方である。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１１／０１２６６５７（Ａ１）号明細書は、モータスパーギヤ（平歯車）を備えた２つのモータを有する回転シフトアクチュエータを開示している。モータスパーギヤは各々、第１及び第２のモータ軸線回りに回転可能である。第１及び第２のモータ軸線は、互いに平行に延びている。回転シフトアクチュエータは、トランスミッションのシフトシャフトに連結可能な出力ヘッドを更に有している。第１及び第２のモータのモータシャフトの回転又はトルクは、ギヤトレーンを介して出力ヘッドに伝達される。ギヤトレーンは、第１の軸線回りに回転可能な第１のシャフト、第２の軸線回りに回転可能な第２のシャフト及びレバー軸線回りに回動可能な出力レバーを含む。第１のモータ軸線、第２のモータ軸線、第１のシャフト軸線、第２のシャフト軸線及び出力レバー軸線は全て、互いに平行に延びている。それ故、かかる回転シフトアクチュエータは、かなり嵩張った設計のものである。
【０００６】
シフトバイワイヤ型トランスミッション用の別の回転シフトアクチュエータが米国特許第６，５５０，３５１（Ｂ１）号明細書から知られている。回転シフトアクチュエータは、モータ軸線回りに回転可能なモータシャフトを備えたモータを有する。モータのトルクは、ギヤトレーンを介して出力ヘッドに伝達される。ギヤトレーンは、第１のシャフト軸線回りに回転可能な第１のシャフト、第２のシャフト軸線回りに回転可能な第２のシャフト及びレバー軸線回りに回動可能な出力レバーを含む。第１の軸線、第２の軸線及びレバー軸線は全て、モータ軸線に垂直に延びている。
【０００７】
別の回転シフトアクチュエータが米国特許出願公開第２００２／００４５５０６（Ａ１）号明細書から知られている。回転シフトアクチュエータは、モータ軸線回りに回転可能なモータシャフト及びトランスミッションのシフトシャフトに連結された出力ヘッドを備えたモータを有している。モータシャフトからのトルクは、ウォームギヤ及びプラネタリギヤ（遊星歯車）システムを介して出力ヘッドに伝達される。プラネタリギヤシステムを利用したギヤトレーンを有する別の回転シフトアクチュエータが米国特許第６，９１８，３１４（Ｂ２）号明細書、同第６，４８４，５９８（Ｂ２）号明細書及び同第７，２４１，２４４（Ｂ２）号明細書から知られている。
【０００８】
独国特許出願公開第１０２３２４２６（Ａ１）号明細書では、モータ軸線回りに回転可能なベベルモータスパーギヤを備えたモータを有する回転シフトアクチュエータが開示されている。ベベルモータスパーギヤは、ギヤトレーンへのトランスミッションのシフトシャフトと連結可能な出力ヘッドに連結されている。ギヤトレーンは、第１の軸線回りに回転可能な第１のシャフト、第２の軸線回りに回転可能な第２のシャフト及びレバー軸線回りに回動可能な出力レバーを含む。第１の軸線、第２の軸線及びレバー軸線は全て、モータ軸線に垂直に延びている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０１２６６５７（Ａ１）号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５５０，３５１（Ｂ１）号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００２／００４５５０６（Ａ１）号明細書
【特許文献４】米国特許第６，９１８，３１４（Ｂ２）号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４８４，５９８（Ｂ２）号明細書
【特許文献６】米国特許第７．２４１，２４４（Ｂ２）号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第１０２３２４２６（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記内容を考慮して、本発明の目的は、シフトバイワイヤ型トランスミッション用のコンパクトで且つ効率的な回転シフトアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、トルクを第１のシャフトから第２のシャフトに伝達する手段がウォームギヤとして形成されていることを特徴とする回転シフトアクチュエータによって解決される。ウォームギヤは、当該技術分野において知られているウォームギヤの任意の実施形態であって良い。
【００１２】
本発明により、出力ヘッドとモータシャフトとの間に高いギヤ比を提供するシフトバイワイヤ型トランスミッション用の効率的な回転シフトアクチュエータのコンパクトな設計が可能である。ウォームギヤを第１のシャフトと第２のシャフトとの間のトルク伝達手段として採用することは、特に有益である。第３のトルク伝達手段、好ましくは更に第２のトルク伝達手段の主要な側方延長部は、第１のトルク伝達手段の主要な側方延長部に垂直に配置されるのが良い。回転シフトアクチュエータの他の要素とトルク伝達手段とのオーバーラップの結果として、高いギヤ比を持つコンパクトな設計が得られる。
【００１３】
トルク伝達手段とも呼ばれるトルクを１つのシャフトから別のシャフトに伝達する手段は、通常、少なくとも２つのコンポーネントを含み、２つのコンポーネント又は要素の各々は、シャフトのうちの一方に取り付けられる。本願の意味の範囲内におけるコンポーネントの例示の実施形態は、スパーギヤ、円筒形ピニオンギヤ、クラウンギヤ（冠歯車）、ベベルギヤ（かさ歯車）等である。しかしながら、コンポーネントという用語は、必ずしも別体を意味するわけではない。コンポーネントは、シャフトと一体に形成されても良く、或いは、単にシャフトの表面を指していても良い。トルク伝達手段の２つのコンポーネントは、互いに直接的に連結され、即ち、互いに噛み合い状態にあるか、或いは、ベルト機構体又はチェーン機構体のような別のコンポーネントを介して互いに連結されるかのいずれかである。
【００１４】
好ましい実施形態では、ウォームギヤは、第１のシャフトに取り付けられた円筒形ピニオンギヤ及び第２のシャフトに取り付けられたクラウンギヤによって形成され、円筒形ピニオンギヤは、クラウンギヤと噛み合い状態にある。しかしながら、変形実施形態では、クラウンギヤが第１のシャフトに取り付けられ、円筒形ピニオンギヤが第２のシャフトに取り付けられることも又想定できる。クラウンギヤを採用することは、シャフト相互間の最大距離がウォームギヤの他の実施形態と比較して制限されている場合、クラウンギヤにより２本のシャフト相互間のギヤ比を高くすることができるので特に有利である。
【００１５】
好ましい実施形態では、モータ軸線は、第１の軸線に平行に且つ第２の軸線に垂直に延び、第２の軸線は、レバー軸線に平行に延びている。モータ軸線及び第１の軸線を第２の軸線とレバー軸線との間に配置することが更に好ましい。さらに好ましい実施形態では、第１の軸線は、モータ軸線と第２の軸線との間に配置される。軸線の好ましい配置により、回転シフトアクチュエータのますますコンパクトな設計が可能であり、それによりトルク伝達手段の大きなコンポーネントの最適分布が可能になる。それと同時に、出力レバーの有効長さは、この出力レバーが第１のシャフト及びモータを横切って距離全体に及ぶので、最大になり、それにより出力ヘッドのところでの最大トルクの実現が可能である。
【００１６】
好ましい実施形態では、トルクを第２のシャフトから出力レバーに伝達する手段は、出力レバーの第１の端部のところに形成された歯付き端フェース及び第２のシャフトに取り付けられた第２のスパーギヤによって形成され、歯付き端フェースは、第２のスパーギヤと噛み合い状態にある。歯付き端フェースを備えた出力レバーは、本質的に、半径が出力レバー軸線からの歯付き端フェースの距離に一致したスパーギヤの一区分である。それ故、小さな半径及びこの半径の出力レバーの第１の端部のところに設けられた歯付き端フェースを有する第２のスパーギヤを含むトルク伝達手段は、第２のシャフトと出力ヘッドとの間に極めて高いギヤ比をもたらす。
【００１７】
別の好ましい実施形態では、第２のシャフトに取り付けられたスパーギヤは、可変半径ギヤである。出力レバーの歯付き端フェースは更に、レバー軸線回りに可変半径上に配置され、第２の軸線とレバー軸線との間の距離は、可変半径ギヤと歯付き端フェースが互いに噛み合い状態のままである限り、第２のシャフトを回転させると共に出力レバーを回動させても一定である。換言すると、可変半径ギヤの半径と出力レバーのサイズは、合わされており、従って、ギヤトレーンによって達成されるギヤ比は、出力レバーを回動させると、可変である。
【００１８】
可変半径ギヤは、最小半径を有する第１の区分及び最大半径を有する第２の区分を有するのが好ましい。第１の区分と第２の区分は、互いに隣接して配置され、可変半径ギヤの半径は、第１の区分から第２の区分まで増大していることが好ましい。換言すると、第１の区分と第２の区分は、時計回りの方向か又は反時計回りの方向かのいずれかの方向においてほぼ３６０°だけ且つ逆方向に極めて僅かな隙間だけ離隔されている。第２のシャフトを第１の区分から第２の区分に回転させると、可変半径ギヤの半径は、連続的に又は次第に増大する。可変半径ギヤの半径は、第１の区分から第２の区分まで増大し、従って、ギヤトレーンによって達成されるギヤ比は、常に減少する。この実施形態が好ましいが、その理由としては、この実施形態により、例えばパークモードにシフトさせるために第１の区分に大きなシフト力をもたらすと共に例えばシフトシャフト位置の他端部のところのドライブモードにシフトさせるのに必要な力が小さい場合、長いシフト距離をもたらす。例示の実施形態では、可変半径ギヤの半径をシグモイド関数によって近似的に説明することができる。
【００１９】
好ましい実施形態では、ギヤキャッチが可変半径ギヤに設けられた段部によって形成され、第１の区分と第２の区分は、段部のところで互いに隣接して位置している。出力レバーは、側フェース及び端フェースに設けられた細長い歯を更に有し、側フェース及び細長い歯は、端フェースの互いに反対側の側部を構成している。ギヤキャッチ、細長い歯及び側フェースは、第１の区分が端フェースに係合すると、ギヤキャッチが側フェースに係合することができると共に第２の区分が端フェースに係合すると、ギヤキャッチが細長い歯に係合することができ、それにより第２のギヤトレーンシャフトの回転の限界を定めるよう配置されている。
【００２０】
換言すると、ギヤキャッチは、可変半径ギヤの外面に設けられた段部によって形成され、この段部は、第１の区分が第２の区分のすぐ隣りに位置する場所、即ち、最小半径と最大半径が互いに隣接して位置する場所に配置される。出力レバー上の歯付き端フェースは、一方の側が細長い歯によって構成される。端フェースは、他方の側には、回転制限歯をなんら備えておらず、出力レバーの側フェース中に連続している。第１の区分、即ち、可変半径ギヤの最小半径を持つ区分が出力レバーの端フェースと噛み合い状態にあるとき、側フェースは、第１の区分と第２の区分との間でギヤキャッチ又は段部と係合する。
【００２１】
側フェースは、端フェースと出力ヘッドとの間に延びる出力レバーの外面である。側フェースがギヤキャッチと係合すると、第１の区分から第２の区分へのどのような直接的な回転も阻止される。シフトシャフトは、トランスミッションを損傷させる恐れのある領域への回転をしないよう能動的に制限される。第２の区分、即ち、最大直径又は最大半径を持つ区分が出力レバーの端フェースと噛み合い状態にあるとき、細長い歯は、第２の区分と第１の区分との間でギヤキャッチ又は段部と係合する。それ故、第２の区分から第１の区分への直接的な回転が阻止される。それにより、トランスミッションは、このトランスミッションを損傷させる恐れのあるシフトシャフトの過剰回転から保護される。
【００２２】
モータシャフトから第１のシャフトへのトルクの簡単であるが効率的な伝達は、好ましい実施形態では、モータシャフトに取り付けられたモータスパーギヤ及び第１のシャフトに取り付けられた第１のスパーギヤの形態をしたトルクをモータシャフトから第１のシャフトに伝達する手段を提供することによって達成でき、この場合、第１のスパーギヤは、モータスパーギヤと噛み合い状態にある。第１のシャフトは、好ましくは、円筒形の形状のものであり且つ２つの管形ブッシュ内に設けられ、第１のシャフトを第１の軸線の方向に変位させることができるようになっている。換言すると、モータスパーギヤ及びウォームギヤは、第１の軸線にそう第１のシャフトの動き又は変位を阻止しない。この動き又は変位は、意図されていないが、それにもかかわらず、この動き又は変位は、第１のシャフトを変位させようとし、もしモータシャフトに伝達されると、モータを損傷させる場合のある過剰の力に起因して起こる場合がある。
【００２３】
第１のシャフトの第１及び／又は第２の端部は、第１及び／又は第２の弾性要素に隣接して配置されているが、好ましくは、かかる弾性要素から間隔を置いて設けられ、第１のシャフトを第１及び／又は第２の弾性要素に向かって第１の軸線に沿って変位させると、第１のシャフトを第１又は第２の弾性要素によって中央位置に押し戻すことができるようになっていることが更に好ましい。第１の弾性要素は、第１のプレートスプリングとして形成され、第１のプレートスプリングは、第１の軸線に垂直な平面内で延びると共に第２の弾性要素は、第２のプレートスプリングとして形成され、第２のプレートスプリングは、第１の軸線に垂直な平面内で延びていることが好ましい。第１及び／又は第２の端部は、好ましくは、クーポラ（cupola）の形又はドームの形をしている。
【００２４】
この実施形態は好ましいが、その理由としては、第１のシャフトをその中立位置から押し出すことができるが、この第１のシャフトは、力がいったんなくなると、その元の位置に押し戻され、その結果、モータスパーギヤから第１のシャフトへの回転の最適伝達が復元されるからである。第１のシャフトが弾性要素から間隔を置いて配置されると更に有利であり、第１のシャフトと弾性要素との間には摩擦損失が生じないようになる。弾性要素をプレートスプリングとして形成すると共に第１のシャフトの端部をクーポラ状又はドーム状に作ることは、例え第１のシャフトが弾性要素のうちの一方又は両方と接触状態にある場合であっても、摩擦損失が僅かなので特に有利である。
【００２５】
別の好ましい実施形態では、回転シフトアクチュエータは、ハウジング内に配置され、ハウジングは、カバー、中央要素及びベースを有する。カバーは、好ましくは、ガスケット又はシーリングによって中央要素に封着される。シーリングをカバーと中央要素との間に配置することは、エレクトロニクス及び／又はモータのような敏感な要素を汚れ、水又はグリースのような環境ストレスから隔離した状態で収容することができる回転シャフトアクチュエータハウジング内に密閉コンパートメントが提供されるので有利である。
【００２６】
ハウジングのベースは、好ましくは、回転シフトアクチュエータをトランスミッションに取り付けるようになっている。これにより、トランスミッションへの隣りへの回転シフトアクチュエータの容易且つ効果的な取り付けが可能である。
【００２７】
別の好ましい実施形態では、磁石が第２のシャフトの端部に、好ましくはクラウンギヤに取り付けられ、磁石は、磁石の磁極が第２の軸線に垂直な軸線に沿って延びるよう配置され、回転シフトアクチュエータは、磁石の向きを検出する装置を有する。磁石及び磁石の向きを検出する装置は、好ましくは、ハウジングの密閉コンパートメント内に配置される。換言すると、磁石は、第２のシャフトが３６０°だけ回転したときに磁石の磁界が３６０°の検出可能な回転を行うよう第２のシャフトに取り付けられる。磁石を第２のシャフト上に配置することにより、回転シフトアクチュエータの状態の正確な測定が可能である。この装置は、好ましくは、電子コンパスとも呼ばれる場合のある例えばホール効果型の角度磁石センサである。
【００２８】
磁石を第２のシャフトに取り付けた状態に配置することが好ましい。というのは、磁石は、シフトシャフトを端から端まで回すと、３６０°回転するからである。モータのモータスパーギヤと第１のシャフトは、３６０°を超えて同時に回転するので位置測定の曖昧ではない結果を生じさせることができない。他方、出力レバーは、例えば５０°という限定された角度しか回転しない。それ故、同一の磁石及び磁石の向きを検出する同一の装置は、精度の低い状態でしか回転シフトアクチュエータの位置情報を送り出すことができない。
【００２９】
次に、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、これは一例に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の回転シフトアクチュエータの例示の実施形態を示す図である。
【図２】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の概略側面図である。
【図３】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の側面図である。
【図４】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の平面図である。
【図５】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の別の側面図である。
【図６】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の別の側面図である。
【図７】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の概略断面側面図である。
【図８】本発明の回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の出力レバーの回転を測定するセンサ装置を示す図である。
【図９】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の分解組立て図である。
【図１０】回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の第１のシャフトの取付け部の詳細を示す図である。
【図１１】第１のシャフトの取付け部の別の斜視図である。
【図１２】本発明に従ってハウジングの中央要素上に配置された回転シフトアクチュエータの例示の実施形態の要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、図１〜図６を参照して本発明の例示の実施形態の基本的なレイアウトについて説明する。全ての図中、同一の参照符号は、同一の要素を示している。
【００３２】
本発明の回転シフトアクチュエータ１は、モータシャフト４及びモータシャフト４に取り付けられたモータスパーギヤ５を備えるモータ３を有する。モータ３は、好ましくは、電気モータであるが、油圧モータが使用されることも又想定できる。モータ３は、その回転を制御する電気接触手段７を有する。モータ３のモータシャフト４及びモータスパーギヤ５は、モータ軸線９回りに回転可能である。
【００３３】
モータスパーギヤ５は、第１のシャフト１５の第１の端部１３寄りに取り付けられた第１のスパーギヤ１１と係合状態にある。モータスパーギヤ５及び第１のスパーギヤ１１は、トルクをモータシャフト４から第１のシャフト１５に伝達する手段５，１１を形成している。第１のシャフト１５は、モータ軸線９に平行に延びる第１の軸線１７回りに回転可能である。第１のシャフト１５の第２の端部１９寄りに、円筒形ピニオンギヤ２１が取り付けられている。第１のシャフト１５は、円筒形の形状のものであり且つ管の形をした又は管状のブッシュ２３，２３′内に設けられている。有利には、第１のシャフト１５を第１の軸線１７に沿って変位させようとする力が第１のシャフト１５に作用した場合、第１のシャフト１５を第１の軸線１７に沿って短い距離側方に変位させるのが良い。それにより、この力は、有利には、吸収されるので、モータスパーギヤ５及びモータ３には伝達されない。第１のシャフト１５の第１の端部１３及び第２の端部１９は、クーポラ又はドームの形をしている。
【００３４】
円筒形ピニオンギヤ２１が第２のシャフト２９の第１の端部２７に取り付けられたクラウンギヤ２５と噛み合い状態にある。本質的には、ウォームギヤ２１，２５が円筒形ピニオンギヤ２１及びクラウンギヤ２５によって形成されている。ウォームギヤ２１，２５に関し、トルクを第１のシャフト１５から第２のシャフト２９に伝達する手段２１，２５が設けられている。第２のシャフト２９は、第１の軸線１７及びモータ軸線９に垂直に延びる第２の軸線３１回りに回転可能である。クラウンギヤ２５の歯付き表面３３が第２のシャフト２９の第１の端部２７から遠ざかって第２のシャフト２９の第２の端部３５の方へ向いている。
【００３５】
第２のシャフト２９の第２の端部３５寄りには、可変半径ギヤ３７の形態をしたスパーギヤ３７が取り付けられている。可変半径ギヤ３７は、最小半径を備えた第１の区分３９及び最大半径を備えた第２の区分４１を有している。第１の区分３９と第２の区分４１は、互いに接近して又は互いに隣接して配置されている。可変半径ギヤ３７の半径は、第１の区分３９から第２の区分４１まで第２の軸線３１回りにいずれかの方向に増大している。しかしながら、この半径は、第１の区分３９から第２の区分４１まで階段状に増大し、第１の区分と第２の区分との間の角度距離は、０°に近く、逆方向に連続した勾配を備えている。
【００３６】
可変半径ギヤ３７は、出力レバー４５の第１の端部４４のところに配置された歯付き端フェース４３と噛み合い状態にある。後者の要素に関し、トルクを第２のシャフト２９から出力レバー４５に伝達する手段４１，４３が設けられている。出力レバー４５は、出力レバー軸線４７回りに回転可能又は回動可能である。歯付き端フェース４３は、レバー軸線４７回りに可変半径上に配置され、第２の軸線３１とレバー軸線４７との間の距離は、歯付き端フェース４３と可変半径ギヤ３７が互いに噛み合い状態で第２のシャフト２９を回転させると共に出力レバー４５を回動させている間、一定である。換言すると、出力レバーの歯付き端フェース４３の曲率は、可変半径ギヤ３７の変化している半径にマッチしている。可変半径ギヤ３７とこれにマッチしている歯付き端フェース４３を備えた出力レバー４５の組み合わせは、これにより回転中、回転シフトアクチュエータ１のギヤ比を変化させることができるので、有利である。それにより、可変半径ギヤ３７が第１の区分３９のところで歯付き端フェース４３と係合したときに、換言すると、トランスミッションをリバース又は逆に動かすために高いギヤ比が提供され、可変モータスパーギヤ３７が出力レバー５の歯付き端フェース４３の第２の区分４１と係合すると、力又はトルクの小さな状態で長い運動距離が得られる。
【００３７】
レバー軸線４７回りの出力レバー４５の回転を制限するため、第１の区分３９と第２の区分４１との半径の差によりギヤキャッチ４９が形成されている。ギヤキャッチ４９は、第１の区分３９と第２の区分４１が互いに隣り合っている可変半径ギヤ３７の表面によって表されている。それ故、ギヤキャッチ４９の長さは、第１の区分３９と第２の区分４１との半径の差によって定められる。第１の区分３９から第２の区分４１への直接的な回転は、ギヤキャッチと出力レバー４５の側フェース５１の係合によって限度が定められる。可変半径ギヤ３７の第２の区分４１が歯付き端フェース４３と係合すると、細長い歯５３がギヤキャッチ４９に係合する。細長い歯は、可変半径ギヤ３７のそれ以上の回転を制限する。ギヤキャッチ４９と側フェース５１と細長い歯５３とのかかる限度を定める組み合わせが有利である。というのは、トランスミッションのシフトシャフトの回転は、或る特定の角度に制限され、それにより過度の回転に起因した損傷が回避されるからである。
【００３８】
出力ヘッド５５が出力レバー４５の第２の端部５６のところに設けられており、この出力ヘッドは、トランスミッションのシフトシャフトと係合することができる凹部又はスロット５７を有する。凹部５７の中心は、レバー軸線４７と一致している。トルクをモータシャフト４から出力ヘッド５５に伝達するギヤトレーン５８がシャフト１５，２９、出力レバー４５及びトルクを伝達する手段５，１１，２１，２５，３７，４３によって形成されている。
【００３９】
本発明の回転シフトアクチュエータ１の例示の実施形態は、図４及び図８に概略的に示された出力レバー４５の回転を定めるシステムを更に含む。このシステムは、第２のシャフト２９の第１の端部２７に取り付けられた磁石を含む。第１の端部２７は、クラウンギヤ２５の歯の付いていない表面に対応している。磁石５９は、磁石５９の北極からその南極に向いた軸線が第２の軸線３１に垂直であるように第２の軸線３１に取り付けられている。磁石５９の向きを検出する装置６１が磁石５９に隣接して設けられており、従って、クラウンギヤ２５と共に磁石５９の回転を検出することができるようになっている。
【００４０】
出力レバー４５を一方の端位置から他方の端位置に例えば５０°だけ回動させたときにクラウンギヤ２５がほぼ３６０°回転するので、磁石５９をクラウンギヤ２５に取り付けた状態に配置することが好ましい。その結果、レバー軸線に取り付けられた磁石の磁界は、５０°だけ回転するに過ぎない。この装置６１は、所与の精度で磁石５９の向きを検出することができるに過ぎず、即ち、出力レバー４５の回転又は回動の測定上の相対的精度は、磁石が大きな角度回転すれば高い。したがって、磁石５９をクラウンギヤ２５に取り付けることにより、回転シフトアクチュエータ１の状態の最も正確な測定が得られる。他方、モータスパーギヤ５及び第１のシャフト１５は、出力レバー４５を端から端へ傾けると、３６０°を超える角度だけ回転し、その結果、第１のシャフト１５又はモータシャフト４のいずれかに取り付けられた磁石の磁界の向きの測定は、曖昧になる。
【００４１】
本発明の回転シフトアクチュエータ１の例示の実施形態は、ハウジング６３内に配置される。ハウジングは、カバー６５、中央要素６７、ベース６９、及び中央要素６７のカバー６５に封着するガスケット又はシーリング７１を有する。ベース６９は、回転シフトアクチュエータ１の例示の実施形態をトランスミッションに取り付ける手段７３を有している。カバー６５と中央要素６７との間にシーリング７１によって形成された密閉コンパートメント内で、電子コンパス６１のような全ての電子装置及び回転シフトアクチュエータ１の電気モータ３が汚れ、グリース又は水のような全ての環境ストレスから保護される。
【００４２】
図１０及び図１１には、第１のシャフト１５の取付け部が詳細に示されている。シャフト１５は、円筒形の形状のものであり且つ管状ブッシュ２３′内に設けられている。第１のシャフト１５の第２の端部１９は、弾性要素７５に当接している。弾性要素７５は、第１の軸線７０に垂直な平面内で延びるプレートスプリング７５として形成されている。第２の端部１９は、これが第１のシャフト１５の第２の端部１９と弾性要素７５との間の摩擦を最小限に抑えるので、有利である。弾性要素７５は、第１のシャフト１５を第１の軸線１７に沿う方向に変位させようとする力が第１のシャフト１５に作用したときに第１のシャフト１５を第１の軸線１７に沿って僅かに変位させることができるので、有利である。力が第１のシャフト１５にもはや作用していないとき、弾性要素７５は、第１のシャフト１５を中央又はニュートラル位置に押し戻す。
【００４３】
最後に、図１２は、ハウジング６３の中央要素６７に対するモータ３、モータスパーギヤ５、第１のシャフト１５及び第２のシャフト２９の配置状態を示している。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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