(57)【要約】【課題】装置の大型化を効果的に抑制しつつ、カムプレートのストローク量を拡張可能にする。【解決手段】進退自在な作動ロッド６６を有するソレノイド６１と、基端側を作動ロッド６６に連結されると共に、先端側に作動ロッド６６とは反対側に開口する凹部８２が形成されたカムプレート８０と、シャフト１２に一体回転可能に設けられると共に、その外周に凹部８２の内周の少なくとも一部と摺接可能な凸部７３を有するカム７０とを備え、作動ロッド６６がカムプレート８０と一体にカム７０側にストローク移動すると、凹部８２の内周が凸部７３の外周に作用して、カム７０をシャフト１２と一体回転させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
進退自在な作動ロッドを有するソレノイドと、
基端側を前記作動ロッドに連結されると共に、先端側に前記作動ロッドとは反対側に開口する凹部が形成されたカムプレートと、
シャフトに一体回転可能に設けられると共に、その外周に前記凹部の内周の少なくとも一部と摺接可能な凸部を有するカムと、を備え、
前記作動ロッドが前記カムプレートと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記凹部の内周が前記凸部の外周に作用して、前記カムを前記シャフトと一体回転させる
ことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記カムプレートの基端側の端面が、前記ソレノイドの一部に当接することにより、前記カムの前記凹部からの抜け出しを防止するストッパーとして機能する
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記アクチュエータが変速機に用いられるニュートラルアクチュエータであり、前記シャフトが前記変速機のシフトブロックと係合するインターナルレバーと一体回転可能なシフトシャフトであり、前記作動ロッドが前記カムプレートと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記カムが前記シフトシャフト及び前記インターナルレバーと一体回転することにより、前記シフトブロックがギヤイン位置からニュートラル位置にシフト移動する
請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
ソレノイドの作動ロッドに設けられると共に、該作動ロッドのストローク移動に伴いカムの外周に設けられた凸部に作用するカムプレートであって、
その基端側を前記作動ロッドに連結されると共に、その先端側に前記作動ロッドとは反対側に開口する凹部が形成されており、前記作動ロッドと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記凹部の内周の少なくとも一部が前記凸部の外周に摺接することにより前記カムに回転力を付与する
ことを特徴とするカムプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アクチュエータ及び、カムプレートに関し、特に、機械式自動変速機のニュートラルアクチュエータ及び、該ニュートラルアクチュエータに用いられるカムプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のニュートラルアクチュエータとして、例えば、特許文献１には、シフトシャフトに一体回転可能に設けられた非真円形状のカムと、該カムを囲撓する楕円穴を有する略円環状のカムプレートと、該カムプレートをストローク移動させる電磁ソレノイドとを備える構造が開示されている。
【０００３】
当該構造によれば、電磁ソレノイドによりカムプレートをストローク移動させると、カムプレートの楕円穴内周がカム外周に作用して、カムをシフトシャフト及びインターナルレバーと一体回転させることにより、シフトブロックがギヤイン位置からニュートラル位置にシフト移動するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１６８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来技術の構造では、カムがカムプレートの楕円穴によって完全に囲撓されている。このため、カムの回転範囲を拡大すべく、カムプレートのストローク量を拡張しようとすると、楕円穴の長穴径をストローク方向に延長する必要がある。その結果、カムプレートがストローク方向に長くなり、これに伴い、カムプレートを収容するハウジングも拡大することにより、装置全体の大型化を招くといった課題がある。      
【０００６】
本開示の技術は、装置の大型化を効果的に抑制しつつ、カムプレートのストローク量を拡張可能にすることができるアクチュエータ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】
【０００７】
本開示のアクチュエータは、進退自在な作動ロッドを有するソレノイドと、基端側を前記作動ロッドに連結されると共に、先端側に前記作動ロッドとは反対側に開口する凹部が形成されたカムプレートと、シャフトに一体回転可能に設けられると共に、その外周に前記凹部の内周の少なくとも一部と摺接可能な凸部を有するカムと、を備え、前記作動ロッドが前記カムプレートと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記凹部の内周が前記凸部の外周に作用して、前記カムを前記シャフトと一体回転させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記カムプレートの基端側の端面が、前記ソレノイドの一部に当接することにより、前記カムの前記凹部からの抜け出しを防止するストッパーとして機能することが好ましい。
【０００９】
また、前記アクチュエータが変速機に用いられるニュートラルアクチュエータであり、前記シャフトが前記変速機のシフトブロックと係合するインターナルレバーと一体回転可能なシフトシャフトであり、前記作動ロッドが前記カムプレートと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記カムが前記シフトシャフト及び前記インターナルレバーと一体回転することにより、前記シフトブロックがギヤイン位置からニュートラル位置にシフト移動することが好ましい。
【００１０】
本開示のカムプレートは、ソレノイドの作動ロッドに設けられると共に、該作動ロッドのストローク移動に伴いカムの外周に設けられた凸部に作用するカムプレートであって、その基端側を前記作動ロッドに連結されると共に、その先端側に前記作動ロッドとは反対側に開口する凹部が形成されており、前記作動ロッドと一体に前記カム側にストローク移動すると、前記凹部の内周の少なくとも一部が前記凸部の外周に摺接することにより前記カムに回転力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、装置の大型化を効果的に抑制しつつ、カムプレートのストローク量を拡張可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る機械式自動変速機の変速機構を示す模式的な断面図である。
【図２】本実施形態に係る機械式自動変速機のシフトブロックを示す模式的な斜視図である。
【図３】本実施形態に係るシフトアクチュエータを示す模式的な断面図である。
【図４】（Ａ）は、本実施形態に係るニュートラルアクチュエータにおいて、ニュートラル用電磁ソレノイドが非通電の状態を説明する模式的な断面図、（Ｂ）は、本実施形態に係るニュートラルアクチュエータのカムを示す模式的な断面図である。
【図５】本実施形態に係るニュートラルアクチュエータにおいて、ニュートラル用電磁ソレノイドが通電された状態を説明する模式的な断面図である。
【図６】比較例としてのニュートラルアクチュエータの一例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るアクチュエータについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る機械式自動変速機１（以下、単に変速機１という）の変速機構１０を示す模式的な断面図である。同図に示すように、変速機構１０は、ハウジング１１と、シフトシャフト１２と、インターナルレバー１３と、セレクトアクチュエータ２０と、シフトアクチュエータ４０と、ニュートラルアクチュエータ６０とを備えている。
【００１５】
なお、図１中において、符号９０は図示しない運転室内に設けられたシフト操作装置、符号９１はシフト操作装置９０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ、符号１００はシフトポジションセンサ９１のセンサ値に応じて各アクチュエータ２０，４０，６０の作動を制御するコントロールユニットをそれぞれ示している。
【００１６】
インターナルレバー１３は、略円筒状の基部１３Ａと、基部１３Ａから突出するレバー部１３Ｂとを有する。基部１３Ａは、シフトシャフト１２の所定部位にスプライン嵌合等により一体回転可能に固定されている。レバー部１３Ｂは、ハウジング１１の開口部１１Ａから突出すると共に、その先端部をセレクト方向に並列に配置された複数のシフトブロック１５，１６，１７，１８に係合させている。図２に示すように、レバー部１３Ｂと係合する各シフトブロック１５，１６，１７，１８には、各ギヤ段に対応するシフトロッドＳＲやシフトフォークＳＦ等が設けられている。これらシフトロッドＳＲやシフトフォークＳＦは、不図示のシンクロメッシュ機構等に連結されている。
【００１７】
図１に戻り、セレクトアクチュエータ２０は、セレクト用電磁ソレノイド２１と、リンク機構２８と、セレクト位置規制機構３０とを備えている。
【００１８】
セレクト用電磁ソレノイド２１は、ハウジング１１に設けられた有底筒状のケース２２と、ケース２２内に設けられた電磁コイル２３と、電磁コイル２３内に軸方向に移動不能に設けられた筒状の固定鉄心２４と、ケース２２内に固定鉄心２４と同軸かつ軸方向に移動可能に設けられた筒状の可動鉄心２５と、可動鉄心２５に連結されると共に固定鉄心２４の筒内に進退自在に挿通された作動ロッド２６とを備えている。作動ロッド２６は、リンク機構２８を介してシフトシャフト１２に連結されている。
【００１９】
電磁コイル２３はコントロールユニット１００と電気的に接続されており、コントロールユニット１００により電磁コイル２３に通電できるようになっている。電磁コイル２３を通電すると、固定鉄心２４が通電量に応じた磁力に磁化され、その磁力によって可動鉄心２５が固定鉄心２４側に吸引されることにより、作動ロッド２６が図中矢印Ａ方向にストロークする。これにより、作動ロッド２６からリンク機構２８を介してシフトシャフト１２にインターナルレバー１３をセレクト方向（図中矢印Ｘ方向）に押圧するセレクト推力が付与されるようになっている。
【００２０】
セレクト位置規制機構３０は、シフトシャフト１２をインターナルレバー１３と一体にセレクト用電磁ソレノイド２１のセレクト推力とは相反するセレクト方向（図中矢印Ｙ方向）に付勢する。具体的には、セレクト位置規制機構３０は、シフトシャフト１２の外周に軸方向に移動可能に設けられた第１移動リング３１と、シフトシャフト１２の外周に軸方向に移動可能に設けられると共に、第１移動リング３１を受容可能な第２移動リング３２とを備えている。
【００２１】
第１移動リング３１は、その左端フランジをハウジング１１の内周面から突出する第１係止突起１１Ｂに当接させることにより、図中矢印Ｙ方向への移動が規制されている。第２移動リング３２は、その左端フランジをハウジング１１の内周面から突出する第２係止突起１１Ｃに当接させることにより、図中矢印Ｙ方向への移動が規制されている。
【００２２】
インターナルレバー１３の基部１３Ａと第１移動リング３１との間には第１スプリング３４が配置され、第１移動リング３１と第２移動リング３２との間には第２スプリング３５が配置され、第２移動リング３２とハウジング１１の内周面から突出する第３係止突起１１Ｄとの間には第３スプリング３６が配置されている。第１スプリング３４の付勢力は、第２スプリング３５の付勢力よりも小さく設定され、第２スプリング３５の付勢力は、第３スプリング３６の付勢力よりも小さく設定されている。
【００２３】
以上のように構成されたセレクトアクチュエータ２０においては、電磁コイル２３に電力が供給されていない非通電時は、第１移動リング３１及び、シフトシャフト１２が、第１〜第３スプリング３４，３５，３６の付勢力により図中矢印Ｙ方向に付勢され、インターナルレバー１３はシフトブロック１５と係合する位置に保持される。
【００２４】
次に、電磁コイル２３に予め設定した第１電圧の電流を印加すると、シフトシャフト１２に第１スプリング３４の付勢力よりも大きく、且つ、第２スプリング３５と第３スプリング３６との合計の付勢力よりも小さい図中矢印Ｘ方向へのシフト推力が付与され、インターナルレバー１３はシフトブロック１６と係合する位置に保持される。
【００２５】
次に、電磁コイル２３に第１電圧よりも大きい第２電圧の電流を印加すると、シフトシャフト１２に第１スプリング３４と第２スプリング３５との合計の付勢力よりも大きく、且つ、第３スプリング３６の付勢力よりも小さい図中矢印Ｘ方向へのシフト推力が付与され、インターナルレバー１３はシフトブロック１７と係合する位置に保持される。
【００２６】
次に、電磁コイル２３に第２電圧よりも大きい第３電圧の電流を印加すると、シフトシャフト１２に第１〜第３スプリング３４，３５，３６の合計の付勢力よりも大きい図中矢印Ｘ方向へのシフト推力が付与され、インターナルレバー１３はシフトブロック１８と係合する位置に保持される。
【００２７】
このように、コントロールユニット１００によりセレクト用電磁ソレノイド２１の電磁コイル２３に対する通電量（通電電圧）を制御することにより、インターナルレバー１３のセレクト位置が適宜に制御されるように構成されている。
【００２８】
次に、図３に基づいて、シフトアクチュエータ４０の詳細について説明する。
【００２９】
シフトアクチュエータ４０は、シフトシャフト１２をインターナルレバー１３と一体にギヤイン方向に回転させるもので、本実施形態では、シフトシャフト１２を図中Ｘ方向に回転させる第１シフト用電磁ソレノイド４１と、シフトシャフト１２を図中Ｙ方向に回転させる第２シフト用電磁ソレノイド５１とを備えている。
【００３０】
第１及び第２シフト用電磁ソレノイド４１，５１は、ハウジング１１の下部に固定された有底筒状のケース４２，５２と、ケース４２，５２内に設けられた電磁コイル４３，５３と、電磁コイル４３，５３内に軸方向に移動不能に設けられた筒状の固定鉄心４４，５４と、ケース４２，５２内に固定鉄心４４，５４と同軸かつ軸方向に移動可能に設けられた筒状の可動鉄心４５，５５と、可動鉄心４５，５５に連結されると共に固定鉄心４４，５４の筒内に進退自在に挿通された作動ロッド４６，５６とを備えている。各作動ロッド４６，５６は、リンク機構４８，５８を介してシフトシャフト１２に連結されている。
【００３１】
各電磁コイル４３，５３はコントロールユニット１００と電気的に接続されており、コントロールユニット１００により電磁コイル４３，５３に通電できるようになっている。電磁コイル４３，５３を通電すると固定鉄心４４，５４が磁化され、その磁力により可動鉄心４５，５５が固定鉄心４４，５４側に吸引される。これにより、作動ロッド４６，５６からリンク機構４８，５８を介してシフトシャフト１２に回転力が付与される。シフトシャフト１２がインターナルレバー１３と一体に図中矢印Ｘ方向に回転すると、シフトブロック１５，１６，１７，１８が図中矢印Ａで示すギヤイン方向にシフト移動し、シフトシャフト１２がインターナルレバー１３と一体に図中矢印Ｙ方向に回転すると、シフトブロック１５，１６，１７，１８が図中矢印Ｂで示すギヤイン方向にシフト移動するように構成されている。
【００３２】
次に、図４に基づいて、ニュートラルアクチュエータ６０の詳細について説明する。
【００３３】
ニュートラルアクチュエータ６０は、シフトシャフト１２をインターナルレバー１３と一体にニュートラル方向（ギヤ抜き方向）に回転させるもので、ニュートラル用電磁ソレノイド６１と、カム７０と、カムプレート８０とを備えている。
【００３４】
ニュートラル用電磁ソレノイド６１は、ハウジング１１に設けられた有底筒状のケース６２と、ケース６２内に設けられた電磁コイル６３と、電磁コイル６３内に軸方向に移動不能に設けられた筒状の固定鉄心６４と、ケース６２内に固定鉄心６４と同軸かつ軸方向に移動可能に設けられた筒状の可動鉄心６５と、その基端部を可動鉄心６５に連結されると共に固定鉄心６４の筒内に進退自在に挿通された作動ロッド６６とを備えている。作動ロッド６６の先端部には、カムプレート８０が固定されている。
【００３５】
電磁コイル６３はコントロールユニット１００と電気的に接続されており、コントロールユニット１００により電磁コイル６３に通電できるようになっている。電磁コイル６３を通電すると固定鉄心６４が磁化され、その磁力によって可動鉄心６５が固定鉄心６４側に吸引される。これにより、作動ロッド６６を介してカムプレート８０に、図中矢印Ａ方向のストローク推力が付与されるように構成されている。
【００３６】
カム７０は、大径の基端円部７１と、基端円部７１の両側から延びる延出部７２と、各延出部７２を繋いでカムプレート８０側に略円弧状に突出する小径の先端凸部７３とを一体に有する非真円形状に形成されている。基端円部７１の中心部には、略矩形状に開口する挿通穴７４が貫通形成されている。挿通穴７４には、シフトシャフト１２の断面略矩形状に切り欠いた部位が嵌入固定されている。
【００３７】
図４（Ｂ）に示すように、先端凸部７３は二股に分岐形成されており、その内部にはローラ部材７５が支持軸７６を介して回転自在に軸支されている。ローラ部材７５は、ニュートラル用電磁ソレノイド６１の作動によりカムプレート８０が図４（Ａ）中の矢印Ａ方向にストローク移動すると、後述するローラガイド面８４を転動することにより、カム７０を円滑に回転させるように機能する。
【００３８】
カムプレート８０は、カム７０側に開口する略Ｕ字状に形成されており、作動ロッド６６に連結された基端部８１と、カム７０の延出部７２及び先端凸部７３の外周形状に沿って略円弧状に窪む基端側凹部８２と、基端側凹部８２の各先端部から略平行に直線状に延びる一対のガイド部８３と、基端側凹部８２の内周から隆起するローラガイド面８４とを一体に有する。基端側凹部８２及び、ガイド部８３の内周面は、カム７０の延出部７２及び先端凸部７３の外周面と摺接可能に形成されている。
【００３９】
各ガイド部材８３の外周とハウジング１１の内周との間には、これらの摺動摩擦抵抗を低減する断面略Ｕ字状の摺動ブシュ８５が設けられている。基端部８１の端面８１Ａは、固定鉄心６４の側面６４Ａに着座してカムプレート８０の図中矢印Ｂ方向へのストローク移動を規制する。すなわち、基端部８１の端面８１Ａが、固定鉄心６４の側面６４Ａに当接することにより、カム７０のガイド部８３からの抜け出しを防止するストッパーとして機能するようになっている。
【００４０】
以上のように構成されたニュートラルアクチュエータ６０においては、電磁コイル６３に電力が供給されていない非通電時（ギヤイン時）は、基端部８１の端面８１Ａが固定鉄心６４の側面６４Ａに着座して、カムプレート８０の基端側凹部８２がカム７０の先端凸部７３から離反することにより、カム７０は図４（Ａ）中に実線（又は、破線）で示す状態に位置付けられる。
【００４１】
この状態で、電磁コイル６３に通電すると、図５に示すように、作動ロッド６６がカムプレート８０と一体に図中矢印Ａ方向にストローク移動し、これに伴い、カムプレート８０の基端側凹部８２の内周面がカム７０の先端凸部７３の外周面に作用することにより、カム７０はシフトシャフト１２と一体に図中矢印Ｘ方向に回転する。シフトシャフト１２が回転すると、シフトシャフト１２に固定されたインターナルレバー１３がシフトブロック１５，１６，１７，１８をギヤイン位置からニュートラル位置にシフト移動させることにより、変速機構１０がニュートラル状態に確実に切り替えられるように構成されている。
【００４２】
次に、本実施形態に係るニュートラルアクチュエータ６０の作用効果を、図６に示す比較例６００を参照しながら説明する。
【００４３】
図６に示す比較例６００では、カムプレート８００が楕円穴８１０を有する略円環状に形成されており、該楕円穴８１０によってカム７００が囲撓される構造になっている。また、電磁ソレノイド６１０の非通電時には、楕円穴８１０の内周面８１１がカム７００の外周面７１１に当接することにより、ストッパーとして機能するように構成されている。このため、カム７００の回転範囲を拡大すべく、カムプレート８００のストローク量を拡張しようとすると、楕円穴８１０の長穴径及び、カムプレート８００をストローク方向に延長する必要があり、これに伴いハウジング１１０も拡大されることにより、装置全体の大型化を招く課題がある。
【００４４】
これに対し、本実施形態に係るニュートラルアクチュエータ６０は、カムプレート８０がその先端側をカム７０側に開口する略Ｕ字状に形成されており、さらに、カムプレート８０の基端部８１の端面８１Ａがニュートラル用電磁ソレノイド６１の固定鉄心６４の側面６４Ａに当接することにより、カム７０の抜け出しを防止するストッパーとして機能するように構成されている。これにより、カムプレート８０をストローク方向に大きく延長することなく、カム７０の回転範囲を適宜に拡大することが可能となり、装置全体の大型化を効果的に防止することができる。
【００４５】
また、図６に示す比較例６００では、カム７００がカムプレート８００の楕円穴８１０に完全に囲撓されている。このため、組み付け時に電磁ソレノイド６１０をハウジング１１０に取り付ける場合には、シフトシャフト１２０を押し退けながら電磁ソレノイド６１０をカムプレート８００と一体にハウジング１１０に取り付けるか、或は、予めカム７００及びカムプレート８００をシフトシャフト１２０に組み付けた後に、電磁ソレノイド６１０をハウジング１１０に取り付ける必要がある。また、分解整備時に電磁ソレノイド６１０をハウジングから取り外す場合も、シフトシャフト１２０を押し退けながら電磁ソレノイド６１０をカムプレート８００と一体にハウジング１１０から取り外すか、或は、予めカム７００及びカムプレート８００をシフトシャフト１２０から取り外した後に、電磁ソレノイド６１０をハウジング１１０から取り外す必要がある。このため、組み付け時や分解整備時等の作業手順に制約が生じることになり、作業性の悪化を招くといった課題がある。
【００４６】
これに対し、本実施形態に係るニュートラルアクチュエータ６０は、カムプレート８０がその先端側をカム７０側に開口する略Ｕ字状に形成されているため、シフトシャフト１２を押し退けたり、シフトシャフト１２からカム７０を予め取り外したりすることなく、ニュートラル用電磁ソレノイド６１をカムプレート８０と一体にハウジング１１に取り付け、或は、取り外すことが可能に構成されている。これにより、組み付け時や分解整備時の作業性を確実に向上することができる。
【００４７】
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
【００４８】
例えば、アクチュエータ６０は変速機１のニュートラルアクチュエータに限定されず、シャフトを回転させるアクチュエータであれば、変速機以外の他の装置にも広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  変速機
１０  変速機構
１１  ハウジング
１２  シフトシャフト
１３  インターナルレバー
１５，１６，１７，１８  シフトブロック
２０  セレクトアクチュエータ
２１  セレクト用電磁ソレノイド
３０  セレクト位置規制機構
４０  シフトアクチュエータ
４１  第１シフト用電磁ソレノイド
５１  第２シフト用電磁ソレノイド
６０  ニュートラルアクチュエータ
６１  ニュートラル用電磁ソレノイド
６２  ケース
６３  電磁コイル
６４  固定鉄心
６５  可動鉄心
６６  作動ロッド
７０  カム
７１  基端円部
７２  延出部
７３  先端凸部
７４  挿通穴
８０  カムプレート
８１  基端部
８２  基端側凹部
８３  ガイド部
【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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