(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレバーをセレクト方向に作動するセレクトアクチュエータと、該シフトレバーをシフト方向に作動するシフトアクチュエータとを有する変速操作装置において、
該セレクトアクチュエータは、筒状のケーシングと、該ケーシング内に回動可能に支持され該シフトアクチュエータによって回動せしめられるコントロールシャフトと、該コントロールシャフトと一体的に回動するよう該コントロールシャフトに軸方向に摺動可能に支持され、かつ、該シフトレバーと一体的に構成された可動鉄心と、該可動鉄心の両端面にそれぞれ対向して配設された一対の固定鉄心と、該一対の固定鉄心をそれぞれ励磁する一対の電磁コイルと、を具備していることを特徴とする変速操作装置。
【請求項２】
該一対の電磁コイルに供給する電力量に対応して発生する推力に応じて該可動鉄心の作動位置を規制するセレクト位置規制機構を具備している、請求項１記載の変速操作装置。
【請求項３】
該セレクト位置規制機構は、該可動鉄心と該一対の固定鉄心の一方との間に配設された第１のセレクト位置規制機構と、該可動鉄心と該一対の固定鉄心の他方との間に配設された第２のセレクト位置規制機構とからなっている、請求項２記載の変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された変速機の変速操作を行うための変速操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機の変速操作を行う変速操作装置は、変速機構のシフトレバーをセレクト方向に作動するセレクトアクチュエータと、該シフトレバーをシフト方向に作動するシフトアクチュエータとからなっている。
このようなセレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータとしては、一般に空気圧や油圧等の流体圧を作動源とした流体圧シリンダが用いられている。この流体圧シリンダを用いたセレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータは、流体圧源と各アクチュエータとを接続する配管が必要であるとともに、作動流体の流路を切り換えるための電磁切り換え弁を配設する必要があり、これらを配置するためのスペースを要するとともに、装置全体の重量が重くなるという問題がある。
また近年、圧縮空気源や油圧源を具備していない車両に搭載する変速機の変速操作装置として、電動モータによって構成したセレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータが提案されている。電動モータによって構成したセレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータは、流体圧シリンダを用いたアクチュエータのように流体圧源と接続する配管や電磁切り換え弁を用いる必要がないので、装置全体をコンパクトで且つ軽量に構成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電動モータを用いたアクチュエータにおいては、所定の作動力を得るために減速機構が必要となる。この減速機構としては、ボールネジ機構を用いたものと、歯車機構を用いたものが提案されている。これらボールネジ機構および歯車機構を用いたアクチュエータは、ボールネジ機構および歯車機構の耐久性および電動モータの耐久性、作動速度において必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
本出願人は、減速機構等を用いずにシフトレバーをシフト方向およびセレクト方向に作動することができるセレクトアクチュエータおよびシフトアクチュエータの駆動源として、電磁ソレノイドを用いた変速操作装置を特願２００１−１８３４７０として提案した。而して、セレクトアクチュエータは、シフトレバーを軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持するシフトレバー支持機構と、駆動源としての電磁ソレノイドと、該電磁ソレノイドの作動力によってシフトレバーをセレクト方向である軸方向に作動せしめる作動機構とを有するため、シフトレバー支持機構と電磁ソレノイドが軸方向に連設した構成では軸方向長さが長くなり、また電磁ソレノイドをシフトレバー支持機構の側方に配設した構成では作動機構が複雑になり作動効率が低下し、必ずしも満足し得るものではない。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、作動効率が良好でコンパクトに構成することができるセレクトアクチュエータを備えた変速操作装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記技術的課題を解決するために、
「シフトレバーをセレクト方向に作動するセレクトアクチュエータと、該シフトレバーをシフト方向に作動するシフトアクチュエータとを有する変速操作装置において、
該セレクトアクチュエータは、筒状のケーシングと、該ケーシング内に回動可能に支持され該シフトアクチュエータによって回動せしめられるコントロールシャフトと、該コントロールシャフトと一体的に回動するよう該コントロールシャフトに軸方向に摺動可能に支持され、かつ、該シフトレバーと一体的に構成された可動鉄心と、該可動鉄心の両端面にそれぞれ対向して配設された一対の固定鉄心と、該一対の固定鉄心をそれぞれ励磁する一対の電磁コイルと、を具備している」
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【０００７】
上記一対の電磁コイルに供給する電力量に対応して発生する推力に応じて上記可動鉄心の作動位置を規制するセレクト位置規制機構を具備している。セレクト位置規制機構は、上記可動鉄心と上記一対の固定鉄心の一方との間に配設された第１のセレクト位置規制機構と、上記可動鉄心と上記一対の固定鉄心の他方との間に配設された第２のセレクト位置規制機構とからなっている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された変速操作装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明に従って構成された変速操作装置の一実施形態を示す断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図示の実施形態における変速操作装置２は、セレクトアクチュエータ３とシフトアクチュエータ５とから構成されている。図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、円筒状に形成され互いに連結された３個のケーシング３１ａ、３１ｂ、３１ｃを具備している。左側のケーシング３１ａは、図１および図２において左端には端壁３１１ａを備え、右端が開放されており、中央部の下部には開口３１２ａが形成されている。中央のケーシング３１ｂは、両端が開放されており、下部に開口３１１ｂが形成されている。なお、中央のケーシング３１ｂは下方に突出して形成されたシフトアクチュエータ取付部３１２ｂを備えており、このシフトアクチュエータ取付部３１２ｂには上記開口３１１ｂと連通しケーシングの軸方向に対して直角方向に開口３１３ｂが形成されている。右側ケーシング３１ｃは、図１および図２において左端が開放されており、図１および図２において右端には端壁３１１ｃが設けられている。
【００１０】
上記のように構成された３個のケーシング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ内にはコントロールシャフト３２が配設されている。このコントロールシャフト３２は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成され、両端部がケーシング３１ａの端壁３１１ａに配設された軸受３３１およびケーシング３１ｃに配設された軸受３３２によって回動可能に支持されている。コントロールシャフト３２の中央部には外歯スプライン部３２１が設けられており、この外歯スプライン部３２１に電磁ソレノイドを構成する磁性材からなる可動鉄心３３が軸方向に摺動可能に装着される。即ち、可動鉄心３３には軸方向に形成された内歯スプライン部３３１が設けられており、この内歯スプライン部３３１をコントロールシャフト３２の上記外歯スプライン部３２１に軸方向に摺動可能にスプライン嵌合する。可動鉄心３３には、シフトレバー４０が一体的に構成されている。このシフトレバー４０は、図２に示すように左側のケーシング３１ａの下部に形成された開口３１２ａを挿通して配設されている。シフトレバー４０の先端部は、第１のセレクト位置ＳＰ１、第２のセレクト位置ＳＰ２、第３のセレクト位置ＳＰ３、第４のセレクト位置ＳＰ４に配設された図示しない変速機のシフト機構を構成するシフトブロック３０１、３０２、３０３、３０４と適宜係合するようになっている。なお、図示の実施形態においては、第１のセレクト位置ＳＰ１は後進−１速段セレクト位置、第２のセレクト位置ＳＰ２は２速−３速段セレクト位置、第３のセレクト位置ＳＰ３は４速−５速段セレクト位置、第４のセレクト位置ＳＰ４は６速段セレクト位置に設定されている。
【００１１】
上記可動鉄心３３の両側方に両端面にそれぞれ対向して一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂが配設されている。この一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂは、それぞれ磁性材によって形成され吸引部３４１ａ、３４１ｂとフランジ部３４２ａ、３４２ｂを備えており、中心部に形成された穴３４３ａ、３４３ｂが上記コントロールシャフト３２に嵌挿されて配設される。コントロールシャフト３２上に配設された一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂは、それぞれフランジ部３４２ａ、３４２ｂの外側面が左側のケーシング３１ａの端壁３１１ａおよび中央のケーシング３１ｂの端面に当接して配置される。このようにして対向して配設された一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂの吸引部３４１ａ、３４１ｂおよび可動鉄心３３の外周側には、これらを包囲して一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂが配設されている。この一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂは、それぞれ合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン３６ａ、３６ｂに捲回されている。一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂの外周側には、磁性材からなる一対の筒状部材３７ａ、３７ｂが配設されている。この一対の筒状部材３７ａ、３７ｂは、それぞれ一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂおよび一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂのフランジ部３４２ａ、３４２ｂを包囲し左側のケーシング３１ａの内周に沿って嵌入され、それぞれ外側端面が左側のケーシング３１ａの端壁３１１ａおよび中央のケーシング３１ｂの端面に当接して配置される。一対の筒状部材３７ａ、３７ｂおよび電磁コイル３５ａ、３５ｂのそれぞれ内側には磁性材からなる一対の環状部材３８ａ、３８ｂが配設されており、この一対の環状部材３８ａと３８ｂの間には非磁性材からなるスリーブ３９が配設されている。なお、スリーブ３９の上記左側のケーシング３１ａの下部に形成された開口３１２ａと対向する部分は切り欠かれている。図示の実施形態においては、上記一対の固定鉄心３４ａ、３４ｂおよび一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂと共通の可動鉄心３３は、一対の電磁ソレノイドを構成している。
【００１２】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂに供給される電力量に対応して可動鉄心３３に発生する推力の大きさと協働して可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０を上記第１のセレクト位置ＳＰ１、第２のセレクト位置ＳＰ２、第３のセレクト位置ＳＰ３、第４のセレクト位置ＳＰ４に位置規制するためのセレクト位置規制手段を具備している。セレクト位置規制手段は、上記可動鉄心３３の左側において左側のケーシング３１ａの端壁３１１ａとの間に配設された第１のセレクト位置規制手段４１と、上記可動鉄心３３の右側において中央のケーシング３１ｂの端面との間に配設された第２のセレクト位置規制手段４２とからなっている。
【００１３】
第１のセレクト位置規制手段４１は、上記コントロールシャフト３２に摺動可能に配設された非磁性材からなる移動リング４１１と該移動リング４１１と上記固定鉄心３４ａとの間に配設された圧縮コイルばね４１２および移動リング４１１と可動鉄心３３との間に配設された圧縮コイルばね４１３とからなっている。なお、一方の圧縮コイルばね４１２のばね力は他方の圧縮コイルばね４１３のばね力より大きく設定されている。
【００１４】
上記第２のセレクト位置規制手段４２は、上記コントロールシャフト３２に摺動可能に配設された非磁性材からなる移動リング４２１と該移動リング４２１と上記固定鉄心３４ｂとの間に配設された圧縮コイルばね４２２および移動リング４２１と可動鉄心３３との間に配設された圧縮コイルばね４２３とからなっている。なお、一方の圧縮コイルばね４２２のばね力は他方の圧縮コイルばね４２３のばね力より大きく設定されている。
【００１５】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は以上のように構成されており、以下その作用について図４をも参照して説明する。
セレクトアクチュエータ３を構成する一対の電磁コイル３５ａ、３５ｂに電力が供給されていないとき（非通電時）には、第１のセレクト位置規制手段４１および第２のセレクト位置規制手段４２を構成する圧縮コイルばね４１２と４１３および圧縮コイルばね４２２および４２３のばね力が釣り合った図１および図２に示す状態に位置付けられている。このとき、第１のセレクト位置規制手段４１および第２のセレクト位置規制手段４２を構成する移動リング４１１および４２１は、圧縮コイルばね４１２および４２２のバネ力によってコントロールシャフト３２の中央部に形成された外歯スプライン部３２１の両端にそれぞれ当接せしめられている。
【００１６】
図１および図２に示す状態から一方の電磁ソレノイドを構成する電磁コイル３５ａに例えば２．４Ｖの電圧を印加すると、固定鉄心３４ａが励磁され可動鉄心３３は固定鉄心３４ａに吸引されて、図において左方への推力が発生する。この結果、図４の（ａ）に示すように可動鉄心３３が圧縮コイルばね４１２および圧縮コイルばね４１３のばね力に抗して図において左方に移動する。このとき、圧縮コイルばね４１２のばね力は圧縮コイルばね４１３のばね力より大きく設定されているので、移動リング４１１は変位しない。そして、可動鉄心３３は、その図において左端が移動リング４１１に当接した位置で停止する。この結果、可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０は、図４の（ａ）に示すように第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００１７】
次に、電磁コイル３５ａに例えば４．８Ｖの電圧を印加すると、可動鉄心３３に発生する左方への推力が増大する。この結果、図４の（ｂ）に示すように可動鉄心３３は、移動リング４１１に当接した状態で圧縮コイルばね４１２のばね力に抗して図において左方に移動する。そして、移動リング４１１が可動鉄心３３に当接した位置で停止する。この結果、可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０は、図４の（ｂ）に示すように第１の作動位置（Ｐ１）に位置付けられる。
【００１８】
次に、図１および図２に示す状態から他方の電磁ソレノイドを構成する電磁コイル３５ｂに例えば２．４Ｖの電圧を印加すると、固定鉄心３４ｂが励磁され可動鉄心３３は固定鉄心３４ｂに吸引されて、図において右方への推力が発生する。この結果、図４の（ｃ）に示すように可動鉄心３３が圧縮コイルばね４２２および圧縮コイルばね４２３のばね力に抗して図において右方に移動する。このとき、圧縮コイルばね４２２のばね力は圧縮コイルばね４２３のばね力より大きく設定されているので、移動リング４２１は変位しない。そして、可動鉄心３３は、その図において左端が移動リング４２１に当接した位置で停止する。この結果、可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０は、図４の（ｃ）に示すように第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００１９】
次に、電磁コイル３５ｂに例えば４．８Ｖの電圧を印加すると、可動鉄心３３に発生する右方への推力が増大する。この結果、図４の（ｄ）に示すように可動鉄心３３は、移動リング４２１に当接した状態で圧縮コイルばね４２２のばね力に抗して図において右方に移動する。そして、移動リング４２１が可動鉄心３３に当接した位置で停止する。この結果、可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０は、図４の（ｄ）に示すように第４の作動位置（Ｐ４）に位置付けられる。
【００２０】
以上のように、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータ３は、シフトレバー４０と一体的に構成された可動鉄心３３が一対の電磁ソレノイドを構成する共通の可動鉄心として機能するので、作動効率が良好でコンパクトに構成することができる。また、図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、一対の電磁ソレノイドによって作動するので、回転機構がないため耐久性が向上するとともに、電動モータを用いたアクチュエータのようにボールネジ機構や歯車機構からなる減速機構が不要となるので、コンパクトに構成することができるとともに、作動速度を速くすることができる。
【００２１】
次に、シフトアクチュエータ５について、主に図３を参照して説明する。
図示のシフトアクチュエータ５は、上記セレクトアクチュエータ３のコントロールシャフト３２に装着された作動レバー５０を作動せしめる第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７を具備している。なお、作動レバー５０は、その基部にコントロールシャフト３２と嵌合する穴５０１を備えており、該穴５０１の内周面に形成されたキー溝５０２とコントロールシャフト３２の外周面に形成されたキー溝３２２にキー５０３を嵌合することによりコントロールシャフト３２と一体的に回動するように構成されている。また、作動レバー５０は、中央のケーシング３１ｂの下部に形成された開口３１１ｂを挿通して配設され、その先端（下端）は上記シフトアクチュエータ取付部３１２ｂに形成された開口３１３ｂの中心部に達している。
【００２２】
次に、第１の電磁ソレノイド６について説明する。
第１の電磁ソレノイド６は、筒状のケース６１と、該ケース６１内に配設された電磁コイル６２と、該電磁コイル６２内に配設された固定鉄心６３と、該固定鉄心６２の一端面（図３において右端面）と対向して同一軸上に配設された可動鉄心６４と、該可動鉄心６４に装着された作動ロッド６５と、上記筒状のケース６１の一端（図３において左端）に取り付けられたカバー６６を具備している。
【００２３】
上記筒状のケース６１は、一端（図３において左端）には中央部に穴６１２を有する端壁６１１を備えており、他端（図３において右端）が開放されている。上記電磁コイル６２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン６７に捲回されケース４１の内周に沿って配設されている。上記固定鉄心６３は、磁性材によって形成され、他端（図３において右端）にはフランジ部６３１が設けられており、このフランジ部６３１を介してケース６１の一端側（図１において右端側）に装着されている。上記可動鉄心６４は、磁性材によって形成され、固定鉄心６３に対して軸方向に接離可能に構成されている。上記作動ロッド６５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成され、その一端部（図１において左端部）に小径部６５１が設けられている。このように構成された作動ロッド６５は、小径部６５１を上記可動鉄心６４の中心部に形成された穴６４１に挿通し、一端をカシメることにより可動鉄心６４に装着する。このようにして可動鉄心６４に装着された作動ロッド６５は、他端部が上記固定鉄心６３の中心部に形成された穴６３２を貫通して軸方向に摺動可能に配置されている。上記カバー６６は、ビス６８によってケース６１の一端に装着され、ケース６１の一端および可動鉄心６４の一端部を覆う。
【００２４】
このように構成された第１の電磁ソレノイド６は、上記中央のケーシング３１ｂに設けられたシフトアクチュエータ取付部３１２ｂの一側面にケース６１が取付けボルト６９によって装着され、作動ロッド６５の先端が上記作動レバー５０の先端部（下端部）に係合するようになっている。このようにしてシフトアクチュエータ取付部３１２ｂの一側面に装着された第１の電磁ソレノイド６は、電磁コイル６２に通電されると、可動鉄心６４が固定鉄心６３に吸引される。この結果、可動鉄心６４に装着された作動ロッド６５が図３において右方に移動し、その先端が上記作動レバー６０に作用して、コントロールシャフト３２を中心として図３において反時計方向に回動する。これにより、コントロールシャフト３２とスプライン嵌合されている可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０が第１の方向にシフト作動せしめられる。
【００２５】
次に、第２の電磁ソレノイド７について説明する。
第２の電磁ソレノイド７は、上記第１の電磁ソレノイド６と対向して配設され、上記シフトアクチュエータ取付部３１３ｂの他側面に装着される。第２の電磁ソレノイド７は上記第１の電磁ソレノイド６と実質的に同一の構成である。即ち、第２の電磁ソレノイド７は、筒状のケース７１と、該ケース７１内に配設され合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン７７に捲回された電磁コイル７２と、該電磁コイル７２内に配設され磁性材によって形成された固定鉄心７３と、該固定鉄心７３の一端面と対向して同一軸上に配設され磁性材によって形成された可動鉄心７４と、ステンレス鋼等の非磁性材からなり一端部が該可動鉄心７４に装着され他端部が固定鉄心８３の中央部に形成された穴７３２を貫通して軸方向に摺動可能に配置され作動ロッド７５と、上記筒状のケース７１の一端にビス７８によって取り付けられたカバー７６とからなっている。このように構成された第２の電磁ソレノイド７は、上記シフトアクチュエータ取付部３１２ｂの他側面にケース７１が取付けボルト７９によって装着され、作動ロッド７５の先端が上記作動レバー５０の先端部（下端部）に係合するようになっている。
【００２６】
このようにしてシフトアクチュエータ取付部３１２ｂの他側面に装着された第２の電磁ソレノイド７は、電磁コイル７２に通電されると、可動鉄心７４が固定鉄心７３に吸引される。この結果、可動鉄心７４に装着された作動ロッド７５が図３において左方に移動し、その先端が上記作動レバー５０に作用して、コントロールシャフト３２を中心として図３において時計方向に回動する。これにより、コントロールシャフト３２とスプライン嵌合されている可動鉄心３３と一体的に構成されたシフトレバー４０が第２の方向にシフト作動せしめられる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による変速操作装置は以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【００２８】
即ち、本発明によれば、変速操作装置を構成するセレクトアクチュエータは、ケーシング内に回動可能に支持され該シフトアクチュエータによって回動せしめられるコントロールシャフトと、該コントロールシャフトに軸方向に摺動可能に支持され該シフトレバーと一体的に構成された可動鉄心と、該可動鉄心の両端面にそれぞれ対向して配設された一対の固定鉄心と、該一対の固定鉄心をそれぞれ励磁する一対の電磁コイルとによって構成されているので、シフトレバーと一体的に構成された可動鉄心が一対の電磁ソレノイドを構成する共通の可動鉄心として機能するため、作動効率が良好でコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された変速操作装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図１に示す変速操作装置を構成するセレクトアクチュエータの作動説明図。
【符号の説明】
２：変速操作装置
３：セレクトアクチュエータ
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ：ケーシング
３２：コントロールシャフト
３３：可動鉄心
３４ａ、３４ｂ：固定鉄心
３５ａ、３５ｂ：電磁コイル
３６ａ、３６ｂ：ボビン
４０：シフトレバー
４１：第１のセレクト位置規制手段
４１１：移動リング
４１２、４１３：圧縮コイルばね
４２：第２のセレクト位置規制手段
４２１：移動リング
４２２、４２３：圧縮コイルばね
５：シフトアクチュエータ
５０：作動レバー
６：第１の電磁ソレノイド
６１：ケース
６２：電磁コイル
６３：固定鉄心
６４：可動鉄心
６５：作動ロッド
６６：カバー
６７：ボビン
７：第２の電磁ソレノイド
７１：ケース
７２：電磁コイル
７３：固定鉄心心
７４：可動鉄
７５：作動ロッド
７６：カバー
７７：ボビン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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