(57)【要約】【課題】選択歯車式変速機のギヤシフトを自動的に行う自動変速装置において、制御のロバスト性を損なうことなく構造を簡略化する。【解決手段】シフトアンドセレクトシャフト２１は、第１アクチュエータＡ１により軸線方向に往復動され、第２アクチュエータＡ２により回動されて、選択歯車式変速機のギヤシフトを行う。第１アクチュエータは、制御装置４０により作動が制御されるモータ２７と、このモータに直結されてシフトアンドセレクトシャフトの一部に形成されたラック２３と噛合するピニオン２６よりなるものとする。シフトアンドセレクトシャフトまたはこれと一体的に設けられた部材には複数の凹部２４ｃを軸線方向に整列して形成し、この凹部の何れか１つと弾性的に係合してシフトアンドセレクトシャフトを所定位置に位置決め保持する係合部材３３を有するデテント装置３０を設ける。【選択図】    図１
2004308678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、選択歯車式変速機のギヤシフトを行うためのシフトフォークにそれぞれ連結された複数のシフトピースを設けるとともに、作動アーム部材が一体的に設けられたシフトアンドセレクトシャフトを軸線方向摺動および回動可能に支持しており、前記シフトアンドセレクトシャフトは、第１アクチュエータにより軸線方向に往復駆動されて前記作動アーム部材から半径方向に突出した係合アームを前記複数のシフトピースの何れか１つの被係合部に選択的に係合させるとともに、第２アクチュエータにより往復回動されて前記係合アームに係合された前記シフトピースを作動させて同シフトピースに連結された前記シフトフォークにより前記ギヤシフトを行い、前記第１および第２アクチュエータは車輌の作動状態に応じて制御装置により自動的に制御されるよう構成してなる自動変速装置において、
前記第１アクチュエータは、前記制御装置により作動が制御されるモータと、このモータに直結されて前記シフトアンドセレクトシャフトの一部に形成されたラックと噛合するピニオンよりなるものとし、
前記シフトアンドセレクトシャフトまたはこれと一体的に設けられた部材の外周の少なくとも一部に前記各被係合部の位置と対応する所定のピッチで複数の凹部を軸線方向に整列して形成し、
前記ハウジングには前記凹部の何れか１つと弾性的に係合して前記作動アーム部材をその係合アームが前記選択された被係合部のみと係合する所定位置に位置決め保持する係合部材を有するデテント装置を設けたことを特徴とする自動変速装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速装置において、前記凹部は、前記作動アーム部材の外周の少なくとも一部に形成された前記シフトアンドセレクトシャフトの回転軸心を中心とする複数の円弧溝としたことを特徴とする自動変速装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動変速装置において、前記デテント装置は、前記シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する方向に摺動自在に前記ハウジングに案内支持されて前記作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材を備え、前記係合部材は前記スライド部材の先端部に設けられていることを特徴とする自動変速装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動変速装置において、前記デテント装置は、前記シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する向きに前記ハウジングに固定された円筒状のケースと、このケースの内面により案内支持されて前記作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材と、このスライド部材の先端部に回転自在に支持されて前記係合部材を構成するボールよりなるユニット化されたロックボール機構であることを特徴とする自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、選択歯車式変速機のギヤシフトをアクチュエータにより行うようにした自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の自動変速装置としては、シフトフォークを介して選択歯車式変速機のギヤシフトを行うシフトアンドセレクトシャフトの作動を、アクセル開度や車速などの車両の作動状態に応じて自動的に制御される油圧式のアクチュエータにより行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。この自動変速装置では、アクチュエータは、シフトアンドセレクトシャフトを軸線方向に往復駆動して複数のシフトフォークの１つを選択する第１アクチュエータと、シフトアンドセレクトシャフトを往復回動して選択されたシフトフォークによるギヤシフトを行う第２アクチュエータよりなり、各アクチュエータにより作動されるシフトアンドセレクトシャフトの軸線方向および回動方向の各位置は、ストロークセンサにより検出されてフィードバック制御されるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２０８１７８公報（図５〜図７）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術の自動変速装置は、油圧式のアクチュエータを使用しているので構造が複雑化し、また製造コストが増大するという問題がある。これを解決するにはサーボモータ式のアクチュエータを使用することが考えられる。そのような構造としては、シフトアンドセレクトシャフトにラックとスプラインを形成し、第１モータにより回転される第１ピニオンをラックと噛合させてシフトアンドセレクトシャフトを軸線方向に往復駆動してシフトフォークの選択を行い、スプラインに摺動可能に係合したセクタギヤにシフトモータにより回転される第２ピニオンを噛合させることによりシフトアンドセレクトシャフトを回動してシフトフォークによるギヤシフトを行うようにしたものが知られているが、公知文献は見当たらなかった。この場合にも、確実な作動を行うには、シフトアンドセレクトシャフトの軸線方向および回動方向の各位置をストロークセンサにより検出して、制御装置により指令された停止位置と実際の停止位置に差があればその差分に相当する微少量だけシフトアンドセレクトシャフトを移動させて、正確な位置に停止させるようにフィードバック制御を行っている。
【０００５】
このようなサーボモータ式のアクチュエータでは、製造コストを低下させるためにアクチュエータの動力伝達機構を極力簡略化する必要があるので、シフトアンドセレクトシャフトを軸線方向および回動方向に往復駆動する各ピニオンは、減速機構を介することなく各モータに直結したものとすることが好ましい。しかしながらそのようにすると、シフトアンドセレクトシャフトの軸線方向において、実際の停止位置から指令位置に向けて微少量移動させる際に往復動を繰り返して停止するまでの時間が増大し、第１モータが過熱するなどの不都合を生じることがある。これは、第１モータに直結される第１ピニオンの径の最小値には限度があるので、第１モータの回転量に対するシフトアンドセレクトシャフトの移動量の減速比を充分大きくすることができず、このため第１アクチュエータやストロークセンサを含む制御装置のヒステリシスが大きくなると制御性能が劣化して、制御のロバスト性が低下するためである。この問題は、第１モータと第１ピニオンの間に減速機構を設けて上述した減速比を大きくしたり、ストロークセンサの分解能を向上させることにより解決することはできるが、それによりストロークセンサおよび第１アクチュエータの製造コストが増大するという問題を生じるので好ましくない。
【０００６】
本発明は、構造簡単で安価なデテント装置を追加することによりこのような問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このために、本発明による自動変速装置は、ハウジング内に、選択歯車式変速機のギヤシフトを行うためのシフトフォークにそれぞれ連結された複数のシフトピースを設けるとともに、作動アーム部材が一体的に設けられたシフトアンドセレクトシャフトを軸線方向摺動および回動可能に支持してなり、シフトアンドセレクトシャフトは、第１アクチュエータにより軸線方向に往復駆動されて作動アーム部材から半径方向に突出した係合アームを複数のシフトピースの何れか１つの被係合部に選択的に係合させるとともに、第２アクチュエータにより往復回動されて係合アームに係合されたシフトピースを作動させて同シフトピースに連結されたシフトフォークによりギヤシフトを行い、第１および第２アクチュエータは車輌の作動状態に応じて制御装置により自動的に制御されるよう構成してなる自動変速装置において、第１アクチュエータは、制御装置により作動が制御されるモータと、このモータに直結されてシフトアンドセレクトシャフトの一部に形成されたラックと噛合するピニオンよりなるものとし、シフトアンドセレクトシャフトまたはこれと一体的に設けられた部材の外周の少なくとも一部に各被係合部の位置と対応する所定のピッチで複数の凹部を軸線方向に整列して形成し、ハウジングには凹部の何れか１つと弾性的に係合して作動アーム部材をその係合アームが選択された被係合部のみと係合する所定位置に位置決め保持する係合部材を有するデテント装置を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
前項に記載の自動変速装置において、凹部は、作動アーム部材の外周の少なくとも一部に形成されたシフトアンドセレクトシャフトの回転軸心を中心とする複数の円弧溝とすることが好ましい。
【０００９】
前２項に記載の自動変速装置において、デテント装置は、シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する方向に摺動自在にハウジングに案内支持されて作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材を備え、係合部材はスライド部材の先端部に設けられていることが好ましい。
【００１０】
前３項に記載の自動変速装置において、デテント装置は、シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する向きにハウジングに固定された円筒状のケースと、このケースの内面により案内支持されて作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材と、このスライド部材の先端部に回転自在に支持されて係合部材を構成するボールよりなるユニット化されたロックボール機構とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、第１アクチュエータは、シフトアンドセレクトシャフトの一部に形成されたラックと、モータと、このモータに直結されてラックと噛合するピニオンよりなるものとしたので第１アクチュエータの構造が簡略化され、自動変速装置の製造コストを低下させることができる。またシフトアンドセレクトシャフトが第１アクチュエータにより軸線方向に移動されて作動アーム部材の係合アームが選択された被係合部と係合する位置付近に移動されれば、デテント装置の係合部材が対応する凹部と弾性的に係合するので、第１アクチュエータやストロークセンサを含む制御装置のヒステリシスにかかわらず、作動アーム部材はその係合アームが選択された被係合部のみと係合する所定位置に位置決め保持され、実際の停止位置は制御装置による停止指令位置と一致する。これによりシフトアンドセレクトシャフトは実際の停止位置に一旦停止した後に停止指令位置に向けて微少量移動されることがなくなるので、停止までの時間が減少してモータの過熱のおそれはなくなり、制御のロバスト性も向上する。
【００１２】
凹部を、作動アーム部材の外周の少なくとも一部に形成されたシフトアンドセレクトシャフトの回転軸心を中心とする複数の円弧溝とした自動変速装置によっても、前項と同じ効果が得られる。
【００１３】
デテント装置は、シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する方向に摺動自在にハウジングに案内支持されて作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材を備えたものとして、スライド部材の先端部に係合部材を設けるようにした自動変速装置によれば、構造簡単で確実に作動するデテント装置が得られる。
【００１４】
デテント装置を、シフトアンドセレクトシャフトとほゞ直交する向きにハウジングに固定された円筒状のケースと、このケースの内面により案内支持されて作動アーム部材に向かう向きにスプリングにより付勢されたスライド部材と、このスライド部材の先端部に回転自在に支持されたボールよりなるユニット化されたロックボール機構とした自動変速装置によれば、作動アーム部材の円弧溝にロックボール機構のボールが係合する際の摩擦が減少するのでロックボール機構による作動アーム部材の位置決め保持は一層円滑かつ確実に行われ、またロックボール機構を予め組み立てておくことができるので自動変速装置の生産ラインにおける組立の手間を減少させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図４に示す実施の形態により、本発明による自動変速装置の説明をする。図１および図２に示すように、自動変速装置のハウジングＨはねじ止めなどにより互いに固定された変速機ハウジング１０とアクチュエータハウジング２０よりなり、変速機ハウジング１０内には選択歯車式変速機（図示省略）、およびこの選択歯車式変速機のギヤシフトを行うためのシフト装置１１〜１７が設けられている。両ハウジング１０，２０内にはシフト装置１１〜１７を作動させるためのシフトアンドセレクトシャフト２１、作動アーム部材２４、２つのアクチュエータＡ１，Ａ２などが設けられ、また変速機ハウジング１０には本発明の要部をなすデテント装置（ロックボール機構）３０が設けられている。
【００１６】
図１に示すように、変速機ハウジング１０には、互いに平行な３本のフォークシャフト１１，１３，１５が、図１の紙面と直交する軸線方向に摺動可能に案内支持され、各フォークシャフト１１，１３，１５には、選択歯車式変速機の一部（例えば図示を省略したシンクロメッシュ機構のクラッチハブスリーブ）と係合してギヤシフトを行うシフトフォーク１７（１個のみを二点鎖線で示す）が固定されている。各フォークシャフト１１，１３，１５の回動は、それぞれのシフトフォーク１７がクラッチハブスリーブなどと係合することにより、あるいは各シフトピース１２，１４，１６を他のフォークシャフト１１，１３，１５とも摺動可能に係合させることにより、拘束されている。各フォークシャフト１１，１３，１５に一体的に設けられた各シフトピース１２，１４，１６は、互いにほゞ平行となるようにシフトアンドセレクトシャフト２１の方向に延びている。図１および図２に示すように、各シフトピース１２，１４，１６の先端部の厚さおよび幅はほゞ同一で、軸線方向のある位置では、各先端部は多少の隙間をおいて互いに重ねられ、各先端部には先端側が開いた互いに同一寸法のコ字形の切欠き（被係合部）１２ａ，１４ａ，１６ａが形成されている。
【００１７】
図１に示すように、シフトアンドセレクトシャフト２１は、各フォークシャフト１１，１３，１５と平行に配設されて、その両端部２１ａ，２１ｂは変速機ハウジング１０に形成された突部１０ａとアクチュエータハウジング２０に形成された有底筒部２０ａに、軸受１０ｂ，１０ｃを介して軸線方向摺動および回動可能に支持されている。両端部２１ａ，２１ｂを除くシフトアンドセレクトシャフト２１の中間部のうち、アクチュエータハウジング２０内となる一部には台形断面形状の多数の環状溝よりなるラック２３が形成され、残る部分にはスプライン２２が形成されている。
【００１８】
図１に示すように、アクチュエータハウジング２０に取り付けられた第１モータ（モータ）２７は、その出力軸２７ａがシフトアンドセレクトシャフト２１と立体的に直交するように配設され、出力軸２７ａは最先端部２７ｂがアクチュエータハウジング２０により軸支され、最先端部２７ｂの手前にはラック２３と噛合する第１ピニオン（ピニオン）２６が形成されている。これらのラック２３と噛合する第１ピニオン２６、出力軸２７ａおよび第１モータ２７が、シフトアンドセレクトシャフト２１を軸線方向に往復駆動する第１アクチュエータＡ１を構成している。またシフトアンドセレクトシャフト２１に軸線方向摺動自在に係合されたセクタギヤ２８はアクチュエータハウジング２０に設けられた筒部２０ｂおよび板部材２０ｃによりアクチュエータハウジング２０に対する軸線方向移動が拘束されており、このセクタギヤ２８には第２モータ（図示省略）に直結された第２ピニオン２９が噛合されている。これらのスプライン２２に係合されたセクタギヤ２８、第２ピニオン２９および第２モータが、シフトアンドセレクトシャフト２１を往復回動する第２アクチュエータＡ２を構成している。第１および第２モータは、何れも後述する制御装置４０により作動されるサーボモータである。
【００１９】
図１に示すように、シフトアンドセレクトシャフト２１のスプライン２２の一端部２１ａ側には、作動アーム部材２４とインターロック部材２５が設けられている。作動アーム部材２４は略円筒形状でその中央にはスプライン２２と係合可能なスプライン孔が形成され、外周の一部には各シフトピース１２，１４，１６の各先端部とほゞ同じ厚さの係合アーム２４ａが半径方向に突出され、係合アーム２４ａと反対側には、軸線方向の相当な長さにわたって扇形断面形状の突起部２４ｂが形成されている。
【００２０】
インターロック部材２５は、図１および図２に示すように、板材を背部２５ａと側面部２５ｂよりなるコ字状に折り曲げ、さらに両側面部２５ｂに続く各先端部２５ｃを内側に折り曲げたもので、両側面部２５ｂの内面の間の距離は作動アーム部材２４の軸線方向厚さより僅かに大きく、また互いに対向する両先端部２５ｃの間には、作動アーム部材２４の係合アーム２４ａの厚さよりやや大きい隙間が形成されている。インターロック部材２５の各側面部２５ｂには、シフトアンドセレクトシャフト２１のスプライン２２の歯先円と一端部２１ａの外周面に回動自在に嵌合される丸穴２５ｅ，２５ｆが形成されている。また背部２５ａには長方形の開口２５ｄが形成され、この開口２５ｄの互いに平行な両側縁の間の距離は、後述するロックボール機構３０のケース３１の先端側の外径よりやや大きくなっている。
【００２１】
作動アーム部材２４は、スプライン孔と各丸穴２５ｅ，２５ｆが整列され、かつ係合アーム２４ａがインターロック部材２５の両先端部２５ｃの間の隙間内に位置されるようにインターロック部材２５の両側面部２５ｂの間に挿入される。このように組み合わせた状態で、スプライン２２が作動アーム部材２４のスプライン孔に係合され、スプライン２２の歯先円と一端部２１ａがインターロック部材２５の各丸穴２５ｅ，２５ｆに嵌合されるように、シフトアンドセレクトシャフト２１を挿入し、作動アーム部材２４とシフトアンドセレクトシャフト２１をピン１８により一体的に結合する。この状態では、インターロック部材２５はシフトアンドセレクトシャフト２１に対し回動自在であるが、軸線方向の相対移動は拘束されている。
【００２２】
作動アーム部材２４の係合アーム２４ａは、図２に示すようにの軸線方向から見た状態では、シフトアンドセレクトシャフト２１とともに回動しても僅かな隙間をおいて各フォークシャフト１１，１３，１５の各切欠き１２ａ，１４ａ，１６ａと係合可能なように、先端部が円弧状に膨出した形状となっている。また、インターロック部材２５の各先端部２５ｃの幅は他の部分よりも狭く、係合アーム２４ａと同様、各シフトピース１２，１４，１６先端部の切欠き１２ａ，１４ａ，１６ａに僅かな隙間をおいて係合されている。係合アーム２４ａと反対側に形成された扇形の突起部２４ｂの外周面には、シフトアンドセレクトシャフト２１の回転軸心を中心とする３本の円弧溝（凹部）２４ｃが、前述したシフトピース１２，１４，１６の先端部の重ね方向のピッチと同じピッチで、軸線方向に整列して形成されている。
【００２３】
ロックボール機構３０は、途中に外向きの折り畳みフランジが形成された有底円筒状のケース３１と、このケース３１の内面により案内支持されて内底面との間に介装したスプリング３４により開口側に付勢されたスライド部材３２と、このスライド部材３２の先端部に小さいボールを介して回転自在に支持されたボール（係合部材）３３よりなるものである。このロックボール機構３０はケース３１の先端側をやや薄肉とし、その先端縁を内向きに折り曲げてスライド部材３２の抜け止めを行い、またスライド部材３２の先端縁を内向きに折り曲げてボール３３の抜け止めを行って、１つのユニット化された部品としている。
【００２４】
このロックボール機構３０は、そのケース３１の外周を外向きフランジの位置まで、シフトアンドセレクトシャフト２１とほゞ直交する向きに変速機ハウジング１０に形成した穴に圧入することによりハウジングＨに取り付け固定され、この取り付け状態ではスプリング３４が撓んで、３本の円弧溝２４ｃが形成された作動アーム部材２４の突起部２４ｂの外周面にボール３３が弾性的に押圧されるようになっている。またケース３１の先端側の外周面がインターロック部材２５の開口２５ｄの両側縁に摺動自在に係合してシフトアンドセレクトシャフト２１回りのインターロック部材２５の回動を拘束しており、従って作動アーム部材２４が回動されても、インターロック部材２５は回動されない。
【００２５】
図３に示すように、第１および第２アクチュエータＡ１，Ａ２を介してこの自動変速装置の作動を制御する制御装置４０には、シフトアンドセレクトシャフト２１の軸線方向移動量を検出する第１ストロークセンサ４１およびシフトアンドセレクトシャフト２１の回動方向移動量を検出する第２ストロークセンサ４２が接続され、またエンジンのアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４３、車速を検出する車速センサ４４およびエンジンの出力軸の回転速度を検出するエンジン回転数センサ４５が接続されている。なお図示は省略したが、制御装置４０には、変速段をシフトアップする手動のシフトアップボタンスイッチ、変速段をシフトダウンする手動のシフトダウンボタンスイッチ、および自動変速と手動変速を切り換える切換スイッチを備えている。
【００２６】
この制御装置４０は、切換スイッチを自動変速とした状態では、各センサ４３，４４，４５により検出されるアクセル開度や車速やエンジン回転数などの車両の作動状態に基づいて適切な変速段を演算し、演算された変速段に対応するシフトアンドセレクトシャフト２１のセレクト方向停止位置およびシフト方向停止位置を決定し、それぞれの停止位置に対応する位置指令信号を第１アクチュエータＡ１および第２アクチュエータＡ２に出力する。そして第１および第２アクチュエータＡ１，Ａ２は、制御装置４０からの出力に基づきシフトアンドセレクトシャフト２１を軸線方向および回動方向に停止指令位置まで移動させて、選択歯車式変速機を所定の変速段にする。また切換スイッチを手動変速とした状態では、運転者が手動によりシフトアップボタンスイッチを１回押せば、制御装置４０は１段上の変速段に対応するシフトアンドセレクトシャフト２１のセレクト方向停止位置およびシフト方向停止位置に対応する位置指令信号を第１および第２アクチュエータＡ１，Ａ２に出力する。そして両アクチュエータＡ１，Ａ２は、前述と同様、シフトアンドセレクトシャフト２１を軸線方向および回動方向に停止指令位置まで移動させて、選択歯車式変速機を１段上の変速段にする。シフトダウンボタンスイッチを１回押せば、制御装置４０は同様にして、選択歯車式変速機を１段下の変速段にする。各変速段とセレクトおよびシフト方向の各位置の関係は図４に示すとおりである。
【００２７】
第１および第２ストロークセンサ４１，４２は、それぞれラック２３およびセクタギヤ２８に関連して設けられて（図１には図示省略）、シフトアンドセレクトシャフト２１の軸線方向および回動方向における実際の停止位置を検出するものである。各ストロークセンサ４１，４２により検出された実際の停止位置は制御装置４０にフィードバックされ、制御装置４０はこの実際の停止位置と停止指令位置に差があればその差分に相当する微少量だけシフトアンドセレクトシャフト２１を移動させる信号を第１モータ２７および第２モータに対して出力し、これによりシフトアンドセレクトシャフト２１は所定の停止指令位置となるように微少量移動され、必要ならば複数回これを繰り返して、シフトアンドセレクトシャフト２１を所定の停止指令位置に停止させる。
【００２８】
軸線方向においてシフトアンドセレクトシャフト２１が所定の停止指令位置となった状態では、作動アーム部材２４の係合アーム２４ａは、その変速段で選択されるシフトピースの切欠き（例えば図１の状態では最も下のシフトピース１２の切欠き１２ａ）のみと係合する所定位置に位置決めされる。またこの状態では、ロックボール機構３０の弾性的に付勢されるボール３３は、そのときに選択されるシフトピース（例えば１２）と対応する円弧溝２４ｃ（図１では最も上の円弧溝２４ｃ）と丁度係合されるうになっている。
【００２９】
次に以上に述べた実施の形態の作動の説明をする。自動変速装置のニュートラル状態では、図１および図２に示すように、各シフトピース１２，１４，１６および各切欠き１２ａ，１４ａ，１６ａは、シフトアンドセレクトシャフト２１の軸線方向に沿って整列されている。この状態では、係合アーム２４ａは軸線方向から見てインターロック部材２５各先端部２５ｃと重なった位置にあり、第１アクチュエータＡ１によるシフトアンドセレクトシャフト２１の軸線方向のセレクト移動は自由である。
【００３０】
図１および図２に示すように、作動アーム部材２４が第１シフトピース１２の切欠き１２ａのみと係合されたニュートラル状態において、制御装置４０が第２アクチュエータＡ２を一方向に作動させて作動アーム部材２４を図２において反時計回転方向に回動すれば、第１シフトピース１２および第１フォークシャフト１１は図２において上方にシフトされて、選択歯車式変速機は１速となる。これと逆に第２アクチュエータＡ２を反対方向に作動させて作動アーム部材２４を時計回転方向に回動すれば、第１シフトピース１２および第１フォークシャフト１１は下方にシフトされて、選択歯車式変速機は２速となる。
【００３１】
次に、ニュートラル状態において、制御装置４０が第１アクチュエータＡ１を作動させシフトアンドセレクトシャフト２１を軸線方向に移動させて、係合アーム２４ａが切欠き１４ａのみに係合された状態とし、第２アクチュエータＡ２を一方向に作動させて作動アーム部材２４を反時計回転方向に回動すれば、第２シフトピース１４および第２フォークシャフト１３が上方にシフトされて選択歯車式変速機は３速となり、逆に第２アクチュエータＡ２を反対方向に作動させて作動アーム部材２４を時計回転方向に回動すれば、第２シフトピース１４および第２フォークシャフト１３が下方にシフトされて、選択歯車式変速機は４速となる。同様に、制御装置４０が第１アクチュエータＡ１を作動させシフトアンドセレクトシャフト２１を軸線方向に移動させて、係合アーム２４ａが切欠き１６ａのみに係合された状態として、第２アクチュエータＡ２により作動アーム部材２４を反時計回転方向に回動すれば、選択歯車式変速機は５速となり、第２アクチュエータＡ２により作動アーム部材２４を時計回転方向に回動すれば、選択歯車式変速機はバックとなる。
【００３２】
なお、作動アーム部材２４がニュートラル状態から何れか一方に回動した状態では、係合アーム２４ａが隣接するシフトピースの先端部と干渉するので、第１アクチュエータＡ１を作動させても作動アーム部材２４の軸線方向移動は阻止される。また、作動アーム部材２４の係合アーム２４ａが隣接する２つの切欠きと係合された状態では、この２つの切欠きがインターロック部材２５の２つの先端部２５ｃと干渉するので、第２アクチュエータＡ２を作動させても作動アーム部材２４の回動は阻止される。
【００３３】
以上は、制御装置４０が第１アクチュエータＡ１の第１モータ２７に対し、演算された停止位置指令信号を出力すれば、シフトアンドセレクトシャフト２１および作動アーム部材２４は直ちに所定の停止位置に移動して停止されるものとして説明したが、第１ピニオン２６が第１モータ２７に直結されるアクチュエータを用いた従来の技術では、所定の停止位置に停止されるまでに時間がかかり、このために第１モータ２７の作動時間が増大して過熱するなどの不都合を生じることがある。例えば、制御装置４０が第１アクチュエータＡ１の第１モータ２７に対し、係合アーム２４ａが第２シフトピース１４の被係合部１４ａのみと係合する所定位置となるような位置指令信号を出力したとする。これにより第１モータ２７が作動して第１ピニオン２６およびラック２３を介してシフトアンドセレクトシャフト２１および作動アーム部材２４を軸線方向に移動させ、係合アーム２４ａが第２シフトピース１４の被係合部１４ａのみと係合する所定の停止指令位置となったところで第１モータ２７が停止するはずである。しかし作動アーム部材２４の外周に形成した３本の円弧溝２４ｃと係合するロックボール機構３０が設けれられていない従来技術では、各部の摩擦抵抗や隙間あるいは製造誤差などにより、シフトアンドセレクトシャフト２１および作動アーム部材２４の実際の停止位置は所定の停止指令位置とはならない。
【００３４】
そのような場合には制御装置４０は第１ストロークセンサ４１により検出したシフトアンドセレクトシャフト２１のの実際の停止位置と停止指令位置との差分に相当する微少量だけシフトアンドセレクトシャフト２１を移動させる出力を第１モータ２７に対し行い、これによりシフトアンドセレクトシャフト２１は再び移動されて所定の停止指令位置とする。しかしながらこの場合にも各部の摩擦抵抗や隙間などによるヒステリシスのため、必ずしも所定の停止位置とはならず、その場合は所定の停止位置に停止されるまで、第１モータ２７は複数回繰り返して作動される。このために第１モータ２７が停止するまでの時間が増大して過熱するなどの不都合を生じることがある。
【００３５】
しかしながら本発明によれば、シフトアンドセレクトシャフト２１が第１アクチュエータＡ１により軸線方向に移動されて、作動アーム部材２４の係合アーム２４ａが選択された被係合部のみと係合する所定位置付近に移動されれば、ロックボール機構３０のボール３３が対応する円弧溝２４ｃと弾性的に係合するので、第１アクチュエータやストロークセンサを含む制御装置のヒステリシスにかかわらず、作動アーム部材２４はその係合アーム２４ａが選択された被係合部１２ａ，１４ａ，１６ａのみと係合する所定位置に強制的に位置決め保持され、実際の停止位置は制御装置による停止指令位置と一致する。これによりシフトアンドセレクトシャフトは実際の停止位置に一旦停止した後に停止指令位置に向けて微少量移動されることがなくなるので、停止までの時間が減少して第１モータ２７の過熱のおそれはなくなり、制御のロバスト性も向上する。なお、第２アクチュエータＡ２はその構造上、セクタギヤ２８と第２ピニオン２９を備えており、これによる減速比によりロバスト性が向上されているので、ロックボール機構などのデテント装置は不要である。
【００３６】
この実施の形態では、上述のように第１モータ２７の過熱のおそれはなくなり、制御のロバスト性も向上するにもかかわらず、第１アクチュエータＡ１の第１ピニオン２６は第１モータ２７と直結したものとしているので動力伝達機構の構造が簡略化され、これにより自動変速装置の製造コストを低下させることができる。なお、ロックボール機構３０は小形で高精度の部品を必要としないので、これによるコストアップはわずかである。
【００３７】
またこの実施の形態では、係合アーム２４ａが選択された被係合部１２ａ，１４ａ，１６ａのみと係合する所定位置に作動アーム部材２４を強制的に位置決め保持するロックボール機構３０は、有底円筒状のケース３１と、このケース３１により案内支持されてスプリング３４により開口側に付勢されたスライド部材３２と、このスライド部材３２の先端部に回転自在に支持されたボール３３よりなるユニット化された部品としており、ロックボール機構３０を予め組み立てておくことができるので自動変速装置の生産ラインにおける組立の手間を減少させることができる。またボール３３は小さいボールを介してスライド部材３２の先端部に回転自在に支持されており、きわめて軽く回転するので、ロックボール機構３０による作動アーム部材２４の位置決め保持はきわめて円滑かつ確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動変速装置の一実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】図１に示す実施形態の制御系統を示すブロック図である。
【図４】図１に示す実施形態の各変速段とセレクトおよびシフト方向の各位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
１２，１４，１６…シフトピース、１２ａ，１４ａ，１６ａ…被係合部（切欠き）、１７…シフトフォーク、２１…シフトアンドセレクトシャフト、２３…ラック、２４…作動アーム部材、２４ａ…係合アーム、２４ｃ…凹部（円弧溝）、２６…ピニオン２６（第１ピニオン）、２７…モータ（第１モータ）、３０…デテント装置（ロックボール機構）、３１…ケース、３２…スライド部材、３３…係合部材（ボール）、３４…スプリング、４０…制御装置、Ａ１…第１アクチュエータ、Ａ２…第２アクチュエータ、Ｈ…ハウジング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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