(57)【要約】【課題】簡便な装置構成で、シフト操作とセレクト操作の両操作を可能とすること。【解決手段】外周面に案内突起１３が形成された固定軸部１１と、固定軸部１１が同軸に挿し込まれ、固定軸部１１の軸方向に対して傾斜角を有する、案内突起１３が係合する案内溝１４が形成された筒状の中空スリーブ１２と、を備え、固定軸部１１に対して中空スリーブ１２を軸方向に相対移動すると、案内溝１４によって案内突起１３が案内されて、固定軸部１１に対して中空スリーブ１２が軸周りに相対回転する駆動力変換機構を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に案内突起（１３）が形成された固定軸部（１１）と、
前記固定軸部（１１）が同軸に挿し込まれ、前記固定軸部（１１）の軸方向に対して傾斜角を有する、前記案内突起（１３）が係合する案内溝（１４）が形成された筒状の中空スリーブ（１２）と、
を備え、前記固定軸部（１１）に対して前記中空スリーブ（１２）を軸方向に相対移動すると、前記案内溝（１４）によって前記案内突起（１３）が案内されて、前記固定軸部（１１）に対して前記中空スリーブ（１２）が軸周りに相対回転する駆動力変換機構。
【請求項２】
前記案内溝（１４）が、前記中空スリーブ（１２）の周面の周方向に振動する平面視波形に形成された請求項１に記載の駆動力変換機構。
【請求項３】
前記中空スリーブ（１２）の周面に、径方向外向きに起立するアーム（１５）が形成された請求項１又は２に記載の駆動力変換機構。
【請求項４】
オートメーテッドマニュアルトランスミッションのシフトフォークシャフト（３０）の駆動機構として請求項１から３のいずれか１項に記載の駆動力変換機構（１０）を搭載したトランスミッション用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸方向の直動運動を軸周りの回転運動に変換する駆動力変換機構、及び、この駆動力変換機構を採用したトランスミッション用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のマニュアルトランスミッションのクラッチ操作と、シフト操作及びセレクト操作をアクチュエータによって行うようにした、オートメーテッドマニュアルトランスミッションのシフトギアの切り替え操作は、例えば、特許文献１に記載の変速操作装置によって行われる。この変速操作装置においては、シフトセレクトシャフトにガイド溝を設けることによって、シフト操作用のモータと、セレクト操作用のモータを同時に駆動することを可能としている。また、ガイド溝の形状によって、シフト方向の駆動力をセレクト方向にも作用させることで、セレクト操作用のアクチュエータを小型軽量化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４５２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に係る変速操作装置は、シフト操作用のモータとセレクト操作用のモータをそれぞれ個別に備えているため、２個のモータを配置し、配線するためのスペースを確保しなければならず、レイアウトの自由度が損なわれるとともに、コストが上昇する問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、簡便な装置構成で、シフト操作とセレクト操作の両操作を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、この発明においては、外周面に案内突起が形成された固定軸部と、前記固定軸部が同軸に挿し込まれ、前記固定軸部の軸方向に対して傾斜角を有する、前記案内突起が係合する案内溝が形成された筒状の中空スリーブと、を備え、前記固定軸部に対して前記中空スリーブを軸方向に相対移動すると、前記案内溝によって前記案内突起が案内されて、前記固定軸部に対して前記中空スリーブが軸周りに相対回転する駆動力変換機構を構成した。
【０００７】
このように、固定軸部に形成された案内突起を、中空スリーブに形成された案内溝で案内することにより、中空スリーブの軸方向に与えた移動をその軸周りの回転に変換することができる。この軸方向の移動はセレクト操作に、軸周りの回転はシフト操作に対応する。この駆動力変換は、中空スリーブを軸方向に移動させる１個のモータで行うことができ、簡便な装置構成で、シフト操作とセレクト操作の両操作を行うことができる。
【０００８】
前記構成においては、前記案内溝が、前記中空スリーブの周面の周方向に振動する平面視波形に形成された構成とするのが好ましい。このように、案内溝を波形とすることにより、中空スリーブを軸方向に移動させたときに、この中空スリーブを軸周りに往復動させることができ、一個の中空スリーブで複数のシフト操作とセレクト操作の両操作を行うことができる。
【０００９】
前記各構成においては、前記中空スリーブの周面に、径方向外向きに起立するアームが形成された構成とするのがより好ましい。このように、アームを形成することにより、このアームとシフトギアを切り替えるための係合部（シフトフォークシャフト）を係合させて、スムーズにシフト操作等を行うことができる。
【００１０】
前記各構成に係る駆動力変換機構は、オートメーテッドマニュアルトランスミッションのシフトフォークシャフトに駆動力を伝達する駆動力伝達機構として適している。
【発明の効果】
【００１１】
この発明においては、外周面に案内突起が形成された固定軸部と、前記固定軸部が同軸に挿し込まれ、前記固定軸部の軸方向に対して傾斜角を有する、前記案内突起が係合する案内溝が形成された筒状の中空スリーブと、を備え、前記固定軸部に対して前記中空スリーブを軸方向に相対移動すると、前記案内溝によって前記案内突起が案内されて、前記固定軸部に対して前記中空スリーブが軸周りに相対回転する駆動力変換機構を構成した。
【００１２】
このように、固定軸部に形成された案内突起を、中空スリーブに形成された案内溝で案内することにより、中空スリーブの軸方向に与えた移動をその軸周りの回転に変換することができる。この駆動力変換は、中空スリーブを軸方向に移動させる１個のモータで行うことができ、簡便な装置構成で、シフト操作とセレクト操作の両方の操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係るトランスミッション用アクチュエータの第一実施形態を示す斜視図
【図２】図１に示すアクチュエータに用いられる駆動力変換機構の要部を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図
【図３】第一実施形態に係るアクチュエータのオートメーテッドマニュアルトランスミッションへの適用例を示す斜視図
【図４】図１に示すアクチュエータの作用を示す正面図（ニュートラル状態）
【図５】図１に示すアクチュエータの作用を示す正面図（第一段目のシフトフォークシャフトの操作時）
【図６】図１に示すアクチュエータの作用を示す正面図（第二段目のシフトフォークシャフトの操作時）
【図７】この発明に係るトランスミッション用アクチュエータの第二実施形態を示す斜視図
【図８】この発明に係るトランスミッション用アクチュエータの第三実施形態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係るトランスミッション用アクチュエータ（以下において、単にアクチュエータと称する。）の第一実施形態を図１に、このアクチュエータに用いられる駆動力変換機構１０を図２にそれぞれ示す。このアクチュエータは、駆動力変換機構１０及び直動機構２０を主要な構成要素としている。このアクチュエータで、車両のシフトギア（図示せず）に接続されたシフトフォークシャフト３０をその軸方向に変位させることによって、シフトギアの切り替えを行うことができる。
【００１５】
駆動力変換機構１０は、固定軸部１１と、中空スリーブ１２とを備えている。固定軸部１１の外周面には、案内突起１３が設けられている（図２（ｂ）参照）。この固定軸部１１は、保持部材（図示せず）によって、シフトフォークシャフト３０に対して軸方向に相対移動しないように保持されている。
【００１６】
中空スリーブ１２は、筒状をしており、固定軸部１１が同軸に挿し込まれている。この中空スリーブ１２の周面には、内径面側から外径面側に貫通する案内溝１４が形成されている。この案内溝１４は、中空スリーブ１２の周面の周方向に振動する平面視波形に形成されており、固定軸部１１の軸方向に対して傾斜角を有している。この実施形態においては、２周期分の波形が形成されているが、シフト位置の数（変速数）に対応して、その周期数は適宜変更される。
【００１７】
また、中空スリーブ１２には、シフトフォークシャフト３０の一端側に形成された係合部３１と係合するアーム１５が、その周面から径方向外向きに起立して形成されている。波形とした案内溝１４の振幅は、係合部３１の軸方向への動作ストローク量やアーム１５の長さに対応して、周期は、係合部３１同士の間隔に対応して、それぞれ適宜変更される。
【００１８】
固定軸部１１に設けられた案内突起１３は、案内溝１４に挿し込まれ、この案内溝１４に沿って案内される。なお、この案内突起１３は、固定軸部１１を中空スリーブ１２に挿し込んだ後に、固定軸部１１の外周面の所定位置に取り付けるようにするのが、アセンブリの点においては都合がよい。
【００１９】
この実施形態においては、三本のシフトフォークシャフト３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）が設けられており、例えば、第一段目のシフトフォークシャフト３０（３０ａ）を一方向（本図中の矢印のａ方向。以下においても同様。）に押すと第一速に、他方向（本図中の矢印のｂ方向。以下においても同様。）に押すとリバースに、第二段目のシフトフォークシャフト３０（３０ｂ）を一方向に押すと第二速に、他方向に押すと第三速に、第三段目のシフトフォークシャフト３０（３０ｃ）を一方向に押すと第四速に、他方向に押すと第五速に、それぞれシフトギアを切り替えることができる。ここで示したシフトギアの切り替え態様は、あくまでも例示であって、シフトギアの段数等によって、その態様は適宜変更することができる。
【００２０】
直動機構２０には、ボールねじ２１が採用されている。このボールねじ２１にモータ２２を併設し、ボールねじ２１のナット２１ａと、モータ２２のモータ軸２２ａに設けたギア２３を噛み合わせる。このナット２１ａは保持部材（図示せず）によって、固定軸部１１に対して軸方向に相対移動しないように保持されている。そして、モータ２２を駆動してナット２１ａを軸周りに回転すると、ボールねじ２１のねじ軸２１ｂが、固定軸部１１に対して軸方向（セレクト方向）に相対移動する。
【００２１】
ボールねじ２１のねじ軸２１ｂは、軸受２４（スラスト軸受）を介して、中空スリーブ１２と同軸に接続されている。ボールねじ２１に併設されたモータ２２を駆動して、中空スリーブ１２を軸方向（セレクト方向）に移動すると、固定軸部１１に形成された案内突起１３が、中空スリーブ１２に形成された案内溝１４で案内されて、固定軸部１１に対して中空スリーブ１２が、その軸周り（シフト方向）に揺動する。すなわち、この構成によると、一個のモータを駆動することによって、セレクト方向とシフト方向の両方向に中空スリーブを駆動することができる。
【００２２】
なお、直動機構２０が、中空スリーブ１２の軸周りの揺動を許容するとき（例えば、中空スリーブ１２の揺動に伴って、直動機構２０も揺動可能なとき）は、軸受２４を設けずに、直動機構２０と中空スリーブ１２を直結した構成とすることもできる。
【００２３】
第一実施形態に係るアクチュエータのオートメーテッドマニュアルトランスミッション（以下においては、単にトランスミッションと称する。）への適用例を図３に示す。このトランスミッションは、ミッションケース３２の内部に設けられた複数のシフトギア（図示せず）の切り替えを、このシフトギアに併設されたスリーブ（図示せず）を軸方向に移動させることによって行う。
【００２４】
シフトフォークシャフト３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）には、平面視コの字形の係合部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）が形成されており、コの字の内側にアーム１５が当接可能となっている。また、シフトフォークシャフト３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の端部には、円弧状のシフトフォーク３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）が形成されており、このシフトフォーク３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）がスリーブを把持している。
【００２５】
直動機構２０を駆動して、中空スリーブ１２及びアーム１５を揺動させることによって、このアーム１５と当接する係合部３１をシフトフォークシャフト３０の軸方向のいずれか（図１中の矢印のａ方向又はｂ方向）に押すことができる。これに伴って、シフトフォーク３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）によって把持されたスリーブがその軸方向に変位して、トランスミッションのシフトギアの切り替えが行なわれる。
【００２６】
なお、本図は、駆動力変換機構１０、シフトフォークシャフト３０（係合部３１、シフトフォーク３３を含む。）、及び、ミッションケース３２の配置を概念的に示すものであって、これらの実際の配置やシフトフォークシャフト３０の形状等は、トランスミッションのギア構成等に対応して適宜変更される。
【００２７】
この中空スリーブ１２の揺動に伴うシフトギアの変更について、図４から図６を用いて説明する。
【００２８】
図４に示すように、固定軸部１１に形成された案内突起１３が、波形の案内溝１４の振幅の中央部に位置しているときは、中空スリーブ１２に形成されたアーム１５が、いずれの係合部３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）にも当接しておらず、シフトギアはニュートラルの状態となっている。本図に示したニュートラル状態は、その一例であって、この案内溝１４の振幅のいずれの中央部（２周期の波形としたこの実施形態では、案内溝１４中に５か所の中央部が存在する。）においても、同様にニュートラル状態となる。そして、シフトギアの切り替えの際には、その切り替えの途中にニュートラル状態が必ず介在するようになっている。
【００２９】
図４に示した状態から、直動機構２０を駆動して中空スリーブ１２をその軸方向下向き（セレクト方向）に移動させると、案内突起１３が案内溝１４に案内されて、中空スリーブ１２が軸周り（シフト方向）に揺動する。この揺動に伴って、中空スリーブ１２に形成されたアーム１５が、第一段目の係合部３１ａに当接し、この係合部３１ａ（シフトフォークシャフト３０ａ（図１参照））が、図５中の矢印の方向（図１中の矢印のａ方向）に移動する。この移動に伴って、シフトギアが、ニュートラル状態から第一速の位置に切り替わる。
【００３０】
図５に示した状態から、直動機構２０を駆動して中空スリーブ１２をその軸方向下向きにさらに移動させると、案内突起１３が案内溝１４に案内されて、中空スリーブ１２が軸周りに逆方向に揺動する。この揺動に伴って、アーム１５が第二段目の係合部３１ｂに当接し、この係合部３１ｂ（シフトフォークシャフト３０ｂ（図１参照））が、図６中の矢印の方向（図１中の矢印のｂ方向）に移動する。この移動に伴って、シフトギアが、第一速の位置からニュートラル状態を経て、第二速の位置に切り替わる。第三速から第四速へ、及び、第四速から第五速へのシフトギアの切り替えも、第一速から第二速への切り替えの際と同じ軸方向に中空スリーブ１２を移動させることによって、同様に行うことができる。
【００３１】
また、図４に示した状態から、直動機構２０を駆動して中空スリーブ１２をその軸方向上向きに移動させると、ニュートラル状態から第一速へとシフトギアを切り替えたときとは逆方向に中空スリーブ１２が軸周りに揺動する。この揺動に伴って、アーム１５が第一段目の係合部３１ａに当接し、この係合部３１ａ（シフトフォークシャフト３０ａ（図１参照））が、図１中の矢印のｂ方向に移動する。この移動に伴って、シフトギアが、ニュートラル状態からリバースの位置に切り替わる。
【００３２】
この発明に係るアクチュエータの第二実施形態を図７に示す。このアクチュエータは、駆動力変換機構１０及び直動機構２０を主要な構成要素とする点において、第一実施形態に係るアクチュータと同様であるが、直動機構２０の構成が異なっている。すなわち、第二実施形態に係るアクチュエータにおいては、直動機構２０として油圧シリンダ２５を採用している。
【００３３】
この油圧シリンダ２５の伸縮軸２５ａは、軸受２４（スラスト軸受）を介して、中空スリーブ１２と同軸に接続されている。油圧シリンダ２５を駆動して、伸縮軸２５ａをその軸方向に伸縮することによって、中空スリーブ１２を軸方向（セレクト方向）に移動させるとともに、軸周り（シフト方向）に揺動させることができる。この構成によると、第一実施形態に係るアクチュエータと同様に、一個の油圧シリンダ２５（第一実施形態ではモータ２２）を駆動することによって、セレクト方向とシフト方向の両方向に中空スリーブ１２を駆動することができる。
【００３４】
この発明に係るアクチュエータの第三実施形態を図８に示す。このアクチュエータは、駆動力変換機構１０及び直動機構２０を主要な構成要素とする点において、第一及び第二実施形態に係るアクチュータと同様であるが、直動機構２０の構成が異なっている。すなわち、第三実施形態に係るアクチュエータにおいては、直動機構２０としてラックアンドピニオンを採用している。
【００３５】
このラックアンドピニオンを構成するラック２６は、軸受２４（スラスト軸受）を介して、中空スリーブ１２と同軸に接続されている。このラック２６と噛み合うピニオン２７をモータ（図示せず）で回転し、ラック２６をその軸方向に移動させることによって、中空スリーブ１２を軸方向（セレクト方向）に移動させるとともに、軸周り（シフト方向）に揺動させることができる。この構成によると、第一及び第二実施形態に係るアクチュエータと同様に、一個のモータ（第二実施形態では油圧シリンダ２５）を駆動することによって、セレクト方向とシフト方向の両方向に中空スリーブ１２を駆動することができる。
【００３６】
上記の各実施形態に係るアクチュエータ及び駆動力変換機構１０はあくまでも一例であって、ボールねじ２１、油圧シリンダ２５、ラックアンドピニオン以外の直動機構２０を採用することもできる。また、簡便な装置構成で、シフト操作とセレクト操作の両操作を可能とする、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、駆動力変換機構１０の各構成部材の形状や配置を適宜変更することもできる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  駆動力変換機構
１１  固定軸部
１２  中空スリーブ
１３  案内突起
１４  案内溝
１５  アーム
２０  直動機構
２１  ボールねじ
２１ａ  ナット
２１ｂ  ねじ軸
２２  モータ
２２ａ  モータ軸
２３  ギア
２４  軸受
２５  油圧シリンダ
２５ａ  伸縮軸
２６  ラック
２７  ピニオン
３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）  シフトフォークシャフト
３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）  係合部
３２  ミッションケース
３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）  シフトフォーク
【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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