(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、小型で安価な電動アクチュエータを提供する。【解決手段】第２拘束部材４２によってモータハウジング２９及びボールナット２７の軸方向移動を拘束した状態で、電動モータ２８によってボールナット２７を回転駆動すると、ねじ軸２５とともに第１出力軸６が軸方向Ｘ１に移動し、セレクトレバー３にセレクト動作をさせる。第１拘束部材４１によって第１出力軸６の軸方向移動を拘束した状態で、電動モータ２８によってボールナット２７を回転駆動すると、ボールナット２７とともに第２出力軸７が軸方向に移動し、シフトレバー２にシフト動作をさせる。【選択図】図２
2011179583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸および上記ねじ軸にボールを介して螺合するボールナットを含むボールねじ機構と、
上記ねじ軸と同伴回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に設けられた第１出力軸と、
上記ボールナットと相対回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に設けられた第２出力軸と、
上記第２出力軸に設けられ上記ボールナットを収容したモータハウジング、上記モータハウジングに固定されたステータ、および上記ボールナットに同伴回転可能に設けられたロータを含む電動モータと、
上記モータハウジングを取り囲み、上記第１出力軸および上記第２出力軸を回転不能に且つ軸方向移動可能に支持した筒状の固定ハウジングと、
上記固定ハウジングに保持され、上記第１出力軸の軸方向移動を拘束可能な第１拘束部材と、
上記固定ハウジングに保持され、上記第２出力軸の軸方向移動を拘束可能な第２拘束部材と、を備えた電動アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１において、上記モータハウジングによって支持され、上記ボールナットを回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に支持する軸受を備える電動アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１において、上記固定ハウジングは、第１固定ハウジングと、第１固定ハウジングから延設され第１固定ハウジングより大径の第２固定ハウジングと、を含み、
上記第１固定ハウジングの内周と上記第１出力軸の外周との間に、第１出力軸の軸方向移動を案内する第１案内機構が設けられ、
上記第２固定ハウジングの内周と上記モータハウジングの外周との間に、第２出力軸の軸方向移動を案内する第２案内機構が設けられている電動アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の電動アクチュエータを用いて変速機を駆動する変速機駆動装置であって、上記第１出力軸に連結されたシフトレバーと、上記第２出力軸に連結されたセレクトレバーと、を備える変速機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アクチュエータおよびこれを用いた変速機駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マニュアルトランスミッションの変速が自動化された自動制御式マニュアルトランスミッション（Automated Manual Transmission ）の変速機が知られている。
例えば特許文献１の変速機では、シフト作動用モータと、セレクト作動用モータという２つのモータを有しており、これらのモータにより、従来の手動操作と同様の操作を行わせるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２５６３５９号公報（第２９段落。図４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、２つのモータを用いるため、構造が複雑となり製造コストが高くなる。また、変速機が大型になる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、構造が簡単であり、小型で安価な電動アクチュエータおよび変速機駆動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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、ねじ軸（２５）および上記ねじ軸にボール（２６）を介して螺合するボールナット（２７）を含むボールねじ機構（２４）と、上記ねじ軸と同伴回転可能に且つ軸方向（Ｘ１）に同行移動可能に設けられた第１出力軸（６）と、上記ボールナットと相対回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に設けられた第２出力軸（７）と、上記第２出力軸に設けられ上記ボールナットを収容したモータハウジング（２９）、上記モータハウジングに固定されたステータ（３０）、および上記ボールナットに同伴回転可能に設けられたロータ（３１）を含む電動モータ（２８）と、上記モータハウジングを取り囲み、上記第１出力軸および上記第２出力軸を回転不能に且つ軸方向移動可能に支持した筒状の固定ハウジング（５）と、上記固定ハウジングに保持され、上記第１出力軸の軸方向移動を拘束可能な第１拘束部材（４１）と、上記固定ハウジングに保持され、上記第２出力軸の軸方向移動を拘束可能な第２拘束部材（４２）と、を備えた電動アクチュエータを提供する。
【０００６】
本発明によれば、第２拘束部材によって第２出力軸の軸方向移動を、ひいてはボールナットの軸方向移動を拘束した状態で、電動モータによってボールナットを回転駆動すると、ねじ軸が軸方向に移動し、これに伴って第１出力軸が軸方向に駆動される。また、第１拘束部材によって第１出力軸の軸方向移動を、ひいてはねじ軸の軸方向移動を拘束した状態で、電動モータによってボールナットを回転駆動すると、ボールナットが軸方向に移動し、これに伴って第２出力軸が軸方向に駆動される。さらに、第１拘束部材および第２拘束部材による拘束を解除した状態で、電動モータを駆動すると、両出力軸を同時に軸方向に移動させることが可能となる。モータハウジング内にボールナットを収容するので、小型化を図ることができ、単一の電動モータを用いた簡単な構造で、小型で安価な電動アクチュエータを提供することができる。
【０００７】
また、上記モータハウジングによって支持され、上記ボールナットを回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に支持する軸受（３７，３８）を備える場合には（請求項２）、ボールナットを安定して支持でき、また、ボールナットとモータハウジングを軸方向に同行移動させることができる。
また、上記固定ハウジングは、第１固定ハウジング（２２）と、第１固定ハウジングから延設され第１固定ハウジングより大径の第２固定ハウジング（２３）と、を含み、上記第１固定ハウジングの内周（２２ａ）と上記第１出力軸の外周（６ｃ）との間に、第１出力軸の軸方向移動を案内する第１案内機構（Ｇ１）が設けられ、上記第２固定ハウジングの内周（２３ａ）と上記モータハウジングの外周（２９ｂ）との間に、第２出力軸の軸方向移動を案内する第２案内機構（Ｇ２）が設けられている場合がある（請求項３）。この場合、第１案内機構によって、第１出力軸を軸方向移動を案内し、第２案内機構によってモータハウジングの軸方向移動を、すなわち第２出力軸の軸方向移動を案内することにより、両出力軸の軸方向の進退動作が安定する。
【０００８】
また、上記電動アクチュエータを用いて変速機を駆動する変速機駆動装置（１）であって、上記第１出力軸に連結されたシフトレバー（２）と、上記第２出力軸に連結されたセレクトレバー（３）と、を備えている場合には（請求項４）、単一の電動モータを用いた簡単な構造で安価な変速機駆動装置を提供することができる。また、シフトレバーとセレクトレバーを同時に動作させることも可能となり、その場合、変速に要する時間を短縮することができる。
【０００９】
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の電動アクチュエータを含む変速駆動装置の概略構成を示す模式的分解斜視図である。
【図２】電動アクチュエータの断面図である。
【図３】セレクト動作のときの電動アクチュエータの断面図である。
【図４】シフト動作のときの電動アクチュエータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の電動アクチュエータが適用された変速機駆動装置の概略分解斜視図である。変速機駆動装置１は、公知の平行歯車式変速機（図示せず）を駆動するものであり、上記変速機にシフト動作を行わせるシフトレバー２と、上記変速機にセレクト動作を行わせるセレクトレバー３と、シフトレバー２およびセレクトレバー３を駆動するための共通の駆動源として用いられる電動アクチュエータ４とを備えている。
【００１２】
電動アクチュエータ４は、車両の所定部に取付部材５０を介して固定された筒状の固定ハウジング５と、固定ハウジング５の両側からそれぞれ伸縮可能に突出する第１出力軸６および第２出力軸７とを備えている。第１出力軸６および第２出力軸７は同軸上に配置されており、軸方向Ｘ１に移動することにより、固定ハウジング５から伸縮する。
シフトレバー２の一端２ａは、シフトレバーシャフト８の一端８ａに同伴回転可能に連結されており、シフトレバー２の他端２ｂは、ボールジョイント９を介して、電動アクチュエータ４の第１出力軸６の一端６ａに連結されている。
【００１３】
シフトレバーシャフト８の途中部に、インターナルレバー１０の一端１０ａが、同伴回転可能に且つシフトレバーシャフト８の軸方向Ｙ１に移動可能に支持されている。具体的には、インターナルレバー１０の一端１０ａに設けられたスプライン孔の内周の雌スプライン（図示せず）に、シフトレバーシャフト８の途中部に設けられた雄スプライン８ｂが嵌合している。シフトレバー２およびインターナルレバー１０は、シフトレバーシャフト８の中心軸線Ｃ１の回りに、シフトレバーシャフト８と同伴回転する。
【００１４】
セレクトレバー３の一端３ａは、ボールジョイント１１を介して、電動アクチュエータ４の第２出力軸７の一端７ａに連結されている。セレクトレバー３の他端３ｂは、セレクトレバーシャフト１２を介してセレクトフォーク１３の一端１３ａと連結されている。これにより、セレクトレバー３およびセレクトフォーク１３は、セレクトレバーシャフト１２の中心軸線Ｃ２の回りに、セレクトレバーシャフト１２と同伴回転可能とされている。セレクトフォーク１３の他端１３ｂには、インターナルレバー１０に係合した二股状の係合部１４が設けられている。
【００１５】
複数のシフトロッド１５，１６，１７には、それぞれ、インターナルレバー１０の他端１０ｂと係合するシフトブロック１８，１９，２０が固定されている。各シフトロッド１８，１９，２０には、図示しないクラッチスリーブと係合するシフトフォーク２１が設けられている（図１では、シフトロッド１７に設けられたシフトフォーク２１のみを示してある。）
電動アクチュエータ４が、その第２出力軸７を固定ハウジング５から伸縮させると、これに伴って、セレクトレバーシャフト１２およびセレクトフォーク１３が、セレクトレバーシャフト１２の中心軸線Ｃ２の回りに揺動する。これにより、セレクトフォーク１３の他端１３ｂの係合部１４が、インターナルレバー１０をシフトレバーシャフト８の軸方向Ｙ１に移動させる。その結果、インターナルレバー１０の他端１０ｂが所要のシフトブロック１８〜２０に係合し、これによりセレクト動作が達成される。
【００１６】
一方、電動アクチュエータ４が、その第１出力軸６を固定ハウジング５から伸縮させると、これに伴って、シフトレバー２、シフトレバーシャフト８およびインターナルレバー１０が、シフトレバーシャフト８の中心軸線Ｃ１回りに揺動する。その結果、インターナルレバー１０と係合している例えばシフトブロック１８が、シフトロッド１５の軸方向Ｚ１に移動し、これによりシフト動作が達成される。
【００１７】
図２に示すように、電動アクチュエータ４の固定ハウジング５は、筒状の第１固定ハウジング２２と、第１固定ハウジング２２と同心に連結された第２固定ハウジング２３とを有している。第２固定ハウジング２３は、第１固定ハウジング２２よりも大径である。第１固定ハウジング２２は、第１出力軸６の一部を主に収容し、第２固定ハウジング２３は、第２出力軸７の一部を主に収容している。
【００１８】
電動アクチュエータ４は、回転運動を直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ機構２４を備えている。ボールねじ機構２４は、第１出力軸６と同軸上に同伴回転可能で且つ軸方向に同行移動可能に連結されたねじ軸２５と、ねじ軸２５にボール２６を介して螺合するボールナット２７とを有している。
また、電動アクチュエータ４は、ボールナット２７を回転駆動する電動モータ２８を備えている。電動モータ２８は、第２固定ハウジング２３内に収容されている。電動モータ２８は、筒状のモータハウジング２９と、モータハウジング２９の内周２９ａに固定されたステータ３０と、ステータ３０と対向するようにボールナット２７の外周２７ａに同伴回転可能に設けられたロータ３１とを有している。
【００１９】
モータハウジング２９は、第２出力軸７の他端７ｂを拡径して設けられている。モータハウジング２９は、第２固定ハウジング２３によって、軸方向移動可能に且つ回転不能に支持されている。例えば、モータハウジング２９と第２固定ハウジング２３とがスプライン嵌合している。具体的には、第２固定ハウジング２３の内周２３ａに設けられた雌スプライン３２に、モータハウジング２９の外周２９ｂに設けられた雄スプライン３３が嵌合している。雌スプライン３２および雄スプライン３３によって、モータハウジング２９を介して第２出力軸７の軸方向移動を案内する第２案内機構Ｇ２が構成されている。
【００２０】
なお、第２案内機構Ｇ１として、上記のスプライン嵌合に換えて、第２固定ハウジング２３の内周２３ａおよびモータハウジング２９の外周２９ｂの何れか一方に設けられたキー（図示せず）を、他方に設けられたたキー溝（図示せず）に嵌合させるようにしてもよい。
モータハウジング２９は、上記ステータ３０を固定した筒状部３４と、筒状部３４の一端から径方向内方へ延びる環状の第１端壁３５と、筒状部３４の他端から径方向内方へ延び、第２出力軸７に一体に連結された筒状の第２端壁３６とを有している。
【００２１】
第１端壁３５および第２端壁３６にそれぞれ保持された第１軸受３７および第２軸受３８によって、ボールナット２７が、回転可能に支持されている。第１軸受３７および第２軸受３８は、モータハウジング２９とボールナット２７の軸方向相対移動を規制しており、したがって、ボールナット２７、第１軸受３７、第２軸受３８、モータハウジング２９および第２出力軸７が軸方向Ｘ１に一体に移動できるようになっている。
【００２２】
第１出力軸６は、第１固定ハウジング２２によって、軸方向移動可能に且つ回転不能に支持されている。例えば、第１出力軸６と第１固定ハウジング２２とがスプライン嵌合している。具体的には、第１固定ハウジング２２の内周２２ａに設けられた雌スプライン３９に、第１出力軸６の外周６ｃに設けられた雄スプライン４０が嵌合している。雌スプライン３９および雄スプライン４０によって、第１出力軸６の軸方向移動を案内する第１案内機構Ｇ１が構成されている。
【００２３】
なお、第１案内機構Ｇ１として、上記のスプライン嵌合に換えて、第１固定ハウジング２２の内周２２ａおよび第１出力軸６の外周６ｃの何れか一方に設けられたキー（図示せず）を、他方に設けられたキー溝（図示せず）に嵌合させるようにしてもよい。
第２出力軸７はモータハウジング２９に連なる中空部７ｃを有している。ねじ軸２５の一端２５ａは、第１出力軸６の他端６ｂに固定されており、ねじ軸２５の他端２５ｂは、上記中空部７ｃ内に収容されている。
【００２４】
また、電動アクチュエータ４は、第１出力軸６の軸方向移動を拘束可能な第１拘束部材４１と、第２出力軸７の軸方向移動を拘束可能な第２拘束部材４２とを備えている。第１拘束部材４１は、第１固定ハウジング２２に固定された固定部４３と、固定部４３から第１出力軸６の外周６ｃに向けて進退可能な可動部４４とを有する例えば電磁プランジャである。第１拘束部材４１は、固定部４３から伸長させた可動部４４を第１出力軸６の外周６ｃに摩擦係合させることにより、第１出力軸６の軸方向移動を拘束する。
【００２５】
第２拘束部材４２は、第２固定ハウジング２３に固定された固定部４５と、固定部４５からモータハウジング２９の外周２９ｂに向けて進退可能な可動部４６とを有する例えば電磁プランジャである。第２拘束部材４２は、固定部４５から伸長させた可動部４６をモータハウジング２９の外周２９ｂに摩擦係合させることにより、モータハウジング２９の軸方向移動を拘束することを通じて、第２出力軸７の軸方向移動を拘束する。
【００２６】
本実施の形態によれば、図３に示すように、第２拘束部材４２によるモータハウジング２９およびボールナット２７の移動拘束を解除し、且つ第１拘束部材４１によって第１出力軸６の軸方向移動を拘束した状態で、電動モータ２８によってボールナット２７を回転駆動すると、ボールナット２７が軸方向に移動し、これに伴って第２出力軸７が軸方向Ｘ１（例えば図３において右方）に駆動される。
【００２７】
その結果、図１を参照して、セレクトレバー３が、セレクトレバーシャフト１２の中心軸線Ｃ２回りに回動し、これに伴って回動したセレクトフォーク１３が、インターナルレバー１０をセレクト方向（シフトレバーシャフト８の軸方向Ｙ１）に移動させて対応する例えばシフトブロック１８に係合させる。これにより、セレクト動作が達成される。
また、図４に示すように、第１拘束部材４１による第１出力軸６の移動拘束を解除し、第２拘束部材４２によってモータハウジング２９およびボールナット２７の軸方向移動を拘束した状態で、電動モータ２８によってボールナット２７を回転駆動すると、軸方向移動を拘束されたボールナット２７に対して、ねじ軸２５が軸方向に移動し、これに伴って第１出力軸６が軸方向Ｘ１（例えば図４に示す左方）に駆動される。
【００２８】
その結果、図１を参照して、シフトレバー２が、シフトレバーシャフト８の中心軸線Ｃ１回りに回動し、これに伴って回動したインターナルレバー１０がこれに係合している例えばシフトブロック１８を、シフトロッド１５の軸方向Ｚ１に移動させる。これにより、シフト動作が達成される。
さらに、第１拘束部材４１および第２拘束部材４２の拘束を解除した状態で、電動モータ２８を駆動すると、第１出力軸６および第２出力軸７を同時に軸方向Ｘ１に移動させることが可能となる。
【００２９】
また、モータハウジング２９内にボールナット２７を収容するので、小型化を図ることができ、単一の電動モータ２８を用いた簡単な構造で、小型で安価な電動アクチュエータ４を提供することができる。
また、モータハウジング２９によって支持された第１軸受３７および第２軸受３８によって、ボールナット２７を回転可能に且つ軸方向に同行移動可能に支持しているので、ボールナット２７を安定して支持でき、また、ボールナット２７とモータハウジング２９を軸方向に同行移動させることができる。
【００３０】
また、第１固定ハウジング２２の内周２２ａと第１出力軸６の外周６ｃとの間に設けられた第１案内機構Ｇ１によって第１出力軸６の軸方向移動を案内し、第２固定ハウジング２３の内周２３ａとモータハウジング２９の外周２９ｂとの間に設けられた第２案内機構Ｇ２によって、第２出力軸７の軸方向移動を案内するので、第１出力軸６および第２出力軸７の進退動作が安定する。
【００３１】
また、本実施の形態のように電動アクチュエータ４を変速機駆動装置１に適用した場合、単一の電動モータ２８を用いた簡単な構造で安価な変速機駆動装置１を提供することができる。また、シフトレバー２とセレクトレバー３を同時に動作させることも可能となり、その場合、変速に要する時間を短縮することができる。
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば第２拘束部材４２は、第２出力軸７に摩擦係合するものであってもよい。また、第１拘束部材４１および第２拘束部材４２として、公知の電磁ブレーキを用いるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、上記実施の形態では、電動アクチュエータ４が変速機駆動装置１に適用された例に則して説明したが、同軸上に配置された両出力軸６，７が選択的に進退駆動可能である本電動アクチュエータ４を種々の用途の駆動源として用いることができる。その他、請求項記載の範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…変速機駆動装置、２…シフトレバー、２ａ…一端、２ｂ…他端、３…セレクトレバー、３ａ…一端、３ｂ…他端、４…電動アクチュエータ、５…固定ハウジング、６…第１出力軸、６ａ…一端、６ｂ…他端、６ｃ…外周、７…第２出力軸、７ａ…一端、７ｂ…他端、７ｃ…中空部、８…シフトレバーシャフト、１０…インターナルレバー、１２…セレクトシャフト、１３…セレクトフォーク、１４…係合部、１５〜１７…シフトロッド、１８〜２０…シフトブロック、２１…シフトフォーク、２２…第１固定ハウジング、２２ａ…内周、２３…第２固定ハウジング、２３ａ…内周、２４…ボールねじ機構、２５…ねじ軸、２６…ボール、２７…ボールナット、２７ａ…外周、２８…電動モータ、２９…モータハウジング、２９ａ…内周、２９ｂ…外周、３０…ステータ、３１…ロータ、３２，３９…雌スプライン、３３，４０…雄スプライン、３４…筒状部、３５…第１端壁、３６…第２端壁、３７…第１軸受、３８…第２軸受、４１…第１拘束部材、４２…第２拘束部材、Ｃ１…（シフトレバーシャフトの）中心軸線、Ｃ２…（セレクトレバーシャフトの）中心軸線、Ｇ１…第１案内機構、Ｇ２…第２案内機構、Ｘ１…軸方向
【図１】
2011179583.tif 000003
【図２】
2011179583.tif 000004
【図３】
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【図４】
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