(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の同期装置を操作するシフトレバーにコントロールシャフトを介して作動レバーを連結し、該作動レバーの先端部を互いに反対方向に作動する第１の電磁ソレノイドと第２の電磁ソレノイドとにより、該コントロールシャフトを軸線回りに回動して該シフトレバーをシフト方向に操作する変速機のシフトアクチュエータにおいて、
該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドは、それぞれ電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心と、該第１の可動鉄心の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心と、該第１の可動鉄心に装着され該作動レバーの先端部と係合するプッシュロッドとを具備しており、
該固定鉄心は該第１の可動鉄心を吸引する第１の吸引部と該第２の可動鉄心を吸引する第２の吸引部とを備え、該第１の可動鉄心は該第２の可動鉄心の該固定鉄心側への移動を規制する規制手段を備えており、
該電磁コイルに通電したときには、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接するまでは、該第２の可動鉄心が該規制手段と当接して該第２の可動鉄心および該第１の可動鉄心が一体で移動し、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接した後は、該第１の可動鉄心のみが該第１の吸引部に向けて移動するように構成されており、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接する位置は、該シフトレバーにより操作される該同期装置の同期位置の直後位置に対応するように設定されている、
ことを特徴とする変速機のシフトアクチュエータ。
【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同期装置を操作するシフトレバーをシフト方向に作動するための電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機の同期装置を操作するシフトレバーをシフト方向に作動する変速機の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シフトアクチュエータは、流体圧源と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。
【０００３】
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シフトアクチュエータとして、電動モータ式の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。しかるに、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】
そこで、本出願人は、耐久性に優れ、かつ、作動速度を速くすることができるアクチュエータとして、電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを特願２００１ー１３１６１号として提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、電磁ソレノイドはその構造上、可動鉄心と連結されたプッシュロッドには固定鉄心による吸引終端位置即ちストロークエンドで最も大きな推力が発生する。しかしながら、変速機の同期装置を操作するシフトアクチュエータは、同期装置の同期位置で最も大きな操作力を必要とする。この同期装置の同期位置はシフトアクチュエータのストローク範囲の中間部に位置する。従って、シフトアクチュエータに用いる電磁ソレノイドとしては、ストローク範囲の中間部で大きな推力を発生するように構成されていることが望ましい。また、電磁ソレノイドにおいてストローク範囲の中間部で大きな推力を発生することができれば、種々の装置への応用が可能となる。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、ストローク範囲の中間部で大きな推力を発生することができる電磁ソレノイドを提供し、これにより、同期装置の同期位置で大きな操作力を得ることができる電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために本発明によれば、
「変速機の同期装置を操作するシフトレバーにコントロールシャフトを介して作動レバーを連結し、該作動レバーの先端部を互いに反対方向に作動する第１の電磁ソレノイドと第２の電磁ソレノイドとにより、該コントロールシャフトを軸線回りに回動して該シフトレバーをシフト方向に操作する変速機のシフトアクチュエータにおいて、
該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドは、それぞれ電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心と、該第１の可動鉄心の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心と、該第１の可動鉄心に装着され該作動レバーの先端部と係合するプッシュロッドとを具備しており、
該固定鉄心は該第１の可動鉄心を吸引する第１の吸引部と該第２の可動鉄心を吸引する第２の吸引部とを備え、該第１の可動鉄心は該第２の可動鉄心の該固定鉄心側への移動を規制する規制手段を備えており、
該電磁コイルに通電したときには、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接するまでは、該第２の可動鉄心が該規制手段と当接して該第２の可動鉄心および該第１の可動鉄心が一体で移動し、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接した後は、該第１の可動鉄心のみが該第１の吸引部に向けて移動するように構成されており、該第２の可動鉄心が該第２の吸引部に当接する位置は、該シフトレバーにより操作される該同期装置の同期位置の直後位置に対応するように設定されている」
ことを特徴とする変速機のシフトアクチュエータが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された電磁ソレノイドを用いたシフトアクチュエータ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。
図１には本発明に用いられる電磁ソレノイドの断面図が示されている。図１に示す電磁ソレノイド１は、電磁コイル１０１と、該電磁コイル１０１によって励磁される固定鉄心１０２と、該固定鉄心１０２に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心１０３と、該第１の可動鉄心１０３の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心１０４と、該第１の可動鉄心１０３に装着されたプッシュロッド１０５とを具備している。
【００１０】
上記電磁コイル１０１は、合成樹脂等の非磁性材からなるボビン１０６に捲回されている。固定鉄心１０２は磁性材によって形成されており、基部１０２ａと、該基部１０２ａの中央部に突出して設けられ上記電磁コイル１０１内に配置される円柱状の第１の吸引部１０２ｂと、基部１０２ａの外周部から第１の吸引部１０２ｂと同一方向に突出して設けられた筒状部１０２ｃと、該筒状部１０２ｃの先端に設けられた環状の第２の吸引部１０２ｄと、第１の吸引部１０２ｂと筒状部１０２ｃとの間に形成されたコイル収容部１０２ｅとからなっており、コイル収容部１０２ｅに上記ボビン１０６に捲回された電磁コイル１０１が配設される。第１の可動鉄心１０３は、磁性材によって円柱状に形成され、上記電磁コイル１０１内を移動可能に配置される。この第１の可動鉄心１０３は、その中心部に上記プッシュロッド１０５の図において右方部に形成された小径の装着部１０５ａの外径と対応する内径を有する装着穴１０３ａが形成されており、この装着穴１０３ａをプッシュロッド１０５の装着部１０５ａに嵌合することによって装着する。第２の可動鉄心１０４は、磁性材によって環状に形成され、上記第１の可動鉄心１０３の外径と対応する内径を有する装着穴１０４ａが設けられている。このように形成された第２の可動鉄心１０４は、装着穴１０４ａを第１の可動鉄心１０３の外周面に摺動可能に嵌合することによって、その外周部が上記固定鉄心１０２の第２の吸引部１０２ｄと対向するように配設される。なお、上記第１の可動鉄心１０３の軸方向中央部の外周面には、スナップリング１０７が装着されており、このスナップリング１０７は上記第２の可動鉄心１０４の固定鉄心１０２側への移動を規制している。従って、スナップリング１０７は、第２の可動鉄心１０４の固定鉄心１０２側への移動を規制する規制手段として機能する。
【００１１】
上記第１の可動鉄心１０３を装着したプッシュロッド１０５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、固定鉄心１０２の基部１０２ａおよび第１の吸引部１０２ｂの中心部に形成された貫通穴１０２ｆを挿通して配設されている。このプッシュロッド１０５の外周面には、図１に示す戻り位置で固定鉄心１０２の基部１０２ａに当接するスナップリング１０８が装着されている。なお、図１において１０９は上記第１の可動鉄心１０３および第２の可動鉄心１０４を覆うカバー部材で、固定鉄心１０２の筒状部１０２ｃにビス１１０によって取り付けられている。
【００１２】
図示の電磁ソレノイド１は以上のように構成されており、以下その作動について図２および図３をも参照して説明する。
図１に示す戻り位置の状態で電磁コイル１０１に通電すると固定鉄心１０２が励磁され、第１の可動鉄心１０３および第２の可動鉄心１０４が第１の吸引部１０２ｂおよび第２の吸引部１０２ｄに吸引される。そして、図２の（ａ）に示すように第２の可動鉄心１０４が第２の吸引部１０２ｄに当接すると、第２の可動鉄心１０４は図において左方への移動が規制される。第２の可動鉄心１０４の移動が規制された後は、図２の（ｂ）に示すように第１の可動鉄心１０３が第１の吸引部１０２ｂに吸引される。図３は第１の可動鉄心１０３および第２の可動鉄心１０４を装着したプッシュロッド１０５のストローク位置（横軸）と推力（縦軸）との関係を示すグラフである。プッシュロッド１０５のストローク開始位置（ＳＳ）（図１に示す戻り位置）からストロークエンド（ＳＥ）（図２の（ｂ）に示す位置）まで移動する間に、プッシュロッド１０５には図３において実線で示す推力が発生する。なお、図３において破線は、従来用いられている電磁ソレノイドの推力特性を示すもので、ストローク開始位置（ＳＳ）からストロークエンド（ＳＥ）まで２次曲線的に推力が上昇する。
【００１３】
図示の電磁ソレノイド１においては、図１に示すストローク開始位置（ＳＳ）から図２の（ａ）に示す第２の可動鉄心１０４が第２の吸引部１０２ｄに当接する位置（ＳＭ）迄は、上記規制手段として機能するスナップリング１０７の作用により第１の可動鉄心１０３と第２の可動鉄心１０４は一体で移動するため、プッシュロッド１０５には図３において実線（１）で示すように第１の可動鉄心１０３および第２の可動鉄心１０４に作用する吸引力に相当する推力が発生する。即ち、第２の可動鉄心１０４が第２の吸引部１０２ｄに接近するに従って急激に推力が上昇する。第２の可動鉄心１０４が第２の吸引部１０２ｄに当接する位置（ＳＭ）に達した後は、第１の可動鉄心１０３に作用する吸引力に相当する推力のみがプッシュロッド１０５に発生する。即ち、図３において実線（２）で示すように第２の可動鉄心１０４が第２の吸引部１０２ｄに当接する位置（ＳＭ）では推力が急激に減少し、第１の可動鉄心１０３が第１の吸引部１０２ｂに接近するに従って急激に推力が上昇する。このように、図示の電磁ソレノイド１は、ストローク開始位置（ＳＳ）からストロークエンド（ＳＥ）までのストローク範囲の中間部で大きな推力を発生することができる。
【００１４】
次に、本発明に従って構成された電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータについて、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図４は本発明に従って構成されたシフトアクチュエータを備えた変速操作装置を示す断面図、図５は図４におけるＡ−Ａ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。セレクトアクチュエータ３は、円筒状に形成された３個のケーシング３１ａ、３１ｂ、３１ｃを具備している。この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が配設されており、該コントロールシャフト３２の両端部が両側のケーシング３１ａおよび３１ｃに軸受３３ａおよび３３ｂを介して回転可能に支持されている。コントロールシャフト３２の中間部にはスプライン３２１が形成されており、該スプライン３２１部にシフトレバー３４と一体的に構成された筒状のシフトスリーブ３５が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合している。このシフトレバー３４およびシフトスリーブ３５はステンレス鋼等の非磁性材によって構成されており、シフトレバー３４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ている。シフトレバー３４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。
【００１６】
上記シフトスリーブ３５の外周面には、磁石可動体３６が配設されている。この磁石可動体３６は、シフトスリーブ３５の外周面に装着され軸方向両端面に磁極を備えた環状の永久磁石３６１と、該永久磁石３６１の軸方向外側に配設された一対の可動ヨーク３６２、３６３とによって構成されている。図示の実施形態における永久磁石３６１は、図４および図５において右端面がＮ極に着磁され、図４および図５において左端面がＳ極に着磁されている。上記一対の可動ヨーク３６２、３６３は、磁性材によって環状に形成されている。このように構成された磁石可動体３６は、一方（図３および図４において右側）の可動ヨーク３６２の図４および図５において右端がシフトスリーブ３５に形成された段部３５１に位置決めされ、他方（図４および図５において左側）の可動ヨーク３６３の図４および図５において右端がシフトスリーブ３５に装着されたスナップリング３７によって位置決めされて、軸方向の移動が規制されている。磁石可動体３６の外周側には、磁石可動体３６を包囲して固定ヨーク３９が配設されている。この固定ヨーク３９は、磁性材によって筒状に形成されており、上記中央のケーシング３１ｂの内周面に装着されている。固定ヨーク３９の内側には、一対のコイル４０、４１が配設されている。この一対のコイル４０、４１は、合成樹脂等の非磁性材によって形成され上記固定ヨーク３９の内周面に装着されたボビン４２に捲回されている。なお、一対のコイル４０、４１は、図示しない電源回路に接続するようになっている。また、コイル４０の軸方向長さは、上記第１のセレクト位置ＳＰ１から第４のセレクト位置ＳＰ４までのセレクト長さに略対応した長さに設定されている。上記固定ヨーク３９の両側には、それぞれ端壁４３、４４が装着されている。この端壁４３、４４の内周部には、上記シフトスリーブ３５の外周面に接触するシール部材４５、４６がそれぞれ装着されている。
【００１７】
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、上記シフトスリーブ３５に配設された磁石可動体３６と固定ヨーク３９および一対のコイル４０、４１とによって構成されるリニアモータの原理によって作動する。以下その作動について図６を参照して説明する。
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３においては、図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示すように永久磁石３６１のＮ極、一方の可動ヨーク３６２、一方のコイル４０、固定ヨーク３９、他方のコイル４１、他方の可動側ヨーク３６３、永久磁石３６１のＳ極を通る磁気回路３６８が形成される。このような状態において、一対のコイル４０、４１に図６の（ａ）で示す方向にそれぞれ反対方向の電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５には図６の（ａ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。一方、一対のコイル４０、４１に図６の（ｂ）で示すように図６の（ａ）と反対方向に電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５には図６の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。上記永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５に発生する推力の大きさは、一対のコイル４０、４１に供給する電力量によって決まる。
【００１８】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５に作用する推力の大きさと協働してシフトレバー３４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第１のセレクト位置規制手段４７および第２のセレクト位置規制手段４８を具備している。第１のセレクト位置規制手段４７は、中央のケーシング３１ｂの図４および図５において右端部に所定の間隔を置いて装着されたスナップリング４７１、４７２と、該スナップリング４７１と４７２との間に配設された圧縮コイルばね４７３と、該圧縮コイルばね４７３と一方のスナップリング４７１との間に配設された移動リング４７４と、該移動リング４７４が図４および図５において右方に所定量移動したとき当接して移動リング４７４の移動を規制するストッパ４７５とからなっている。
【００１９】
以上のように構成された第１のセレクト位置規制手段４７は、図４および図５に示す状態から上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で図６の（ａ）に示すように電流を流すと、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５が図４および図５において右方に移動し、シフトスリーブ３５の図４および図５において右端が移動リング４７４に当接して位置規制される。この状態においては、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５に作用する推力よりコイルばね４７３のばね力の方が大きくなるように設定されており、このため、移動リング４７４に当接したシフトスリーブ３５は移動リング４７４が一方のスナップリング４７１に当接した位置に停止せしめられる。このとき、シフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４は、第２のセレクト位置ＳＰ２に位置付けされる。次に、上記一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電圧で図６の（ａ）に示すように電流を流すと、ヨーク３６即ちシフトスリーブ３５に作用する推力がコイルばね４７３のばね力より大きくなるように設定されており、このため、シフトスリーブ３５は移動リング４７４と当接した後にコイルばね４７３のばね力に抗して図４および図５において右方に移動し、移動リング４７４がストッパ４７５に当接した位置で停止される。このとき、シフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４は、第１のセレクト位置ＳＰ１に位置付けされる。
【００２０】
次に、上記第２のセレクト位置規制手段４８について説明する。
第２のセレクト位置規制手段４８は、中央のケーシング３１ｂの図４および図５において左端部に所定の間隔を置いて装着されたスナップリング４８１、４８２と、該スナップリング４８１と４８２との間に配設されたコイルばね４８３と、該コイルばね４８３と一方のスナップリング４８１との間に配設された移動リング４８４と、該移動リング４８４が図４および図５において左方に所定量移動したとき当接して移動リング４８４の移動を規制するストッパ４８５とからなっている。
【００２１】
以上のように構成された第２のセレクト位置規制手段４８は、図４および図５に示す状態から上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で図６の（ｂ）に示すように電流を流すと、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５が図４および図５において左方に移動し、シフトスリーブ３５の図４および図５において左端が移動リング４８４に当接して位置規制される。この状態においては、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５に作用する推力よりコイルばね４８３のばね力の方が大きくなるように設定されており、このため、移動リング４８４に当接したシフトスリーブ３５は移動リング４８４が一方のスナップリング４８１に当接した位置に停止せしめられる。このとき、シフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４は、第３のセレクト位置ＳＰ３に位置付けされる。次に、上記一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電圧で図６の（ｂ）に示すように電流を流すと、永久磁石３６１即ちシフトスリーブ３５に作用する推力がコイルばね４８３のばね力より大きくなるように設定されており、このため、シフトスリーブ３５は移動リング４８４と当接した後にコイルばね４８３のばね力に抗して図４および図５において左方に移動し、移動リング４８４がストッパ４８５に当接した位置で停止される。このとき、シフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４は、第４のセレクト位置ＳＰ４に位置付けされる。
以上のように、図示の実施形態においては第１のセレクト位置規制手段４７および第２のセレクト位置規制手段４８を設けたので、一対のコイル４０、４１に供給する電力量を制御することにより、位置制御することなくシフトレバー３４を所定のセレクト位置に位置付けることが可能となる。
【００２２】
図示の実施形態における変速操作装置２は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトスリーブ３５の位置、即ちセレクト方向の位置を検出するためのセレクト位置検出センサ８を具備している。このセレクト位置検出センサ８はポテンショメータからなり、その回動軸８１にレバー８２の一端部が取り付けられており、このレバー８２の他端部に取り付けられた係合ピン８３が上記シフトスリーブ３５に設けられた係合溝３５２に係合している。従って、シフトスリーブ３５が図５において左右に移動すると、レバー８２が回動軸８１を中心として揺動するため、回動軸８１が回動してシフトスリーブ３５の作動位置、即ちセレクト方向位置を検出することができる。このセレクト位置検出センサ８からの信号に基づいて、図示しない制御手段により上記セレクトアクチュエータ３のコイル４０、４１に印加する電圧および電流の方向を制御することによって、上記シフトレバー３４を所望のセレクト位置に位置付けることができる。
【００２３】
また、図示の実施形態における変速操作装置２は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトスリーブ３５を装着したコントロールシャフト３２の回動位置、即ちシフトストローク位置を検出するシフトストローク位置検出センサ９を具備している。このシフトストローク位置検出センサ９はポテンショメータからなり、その回動軸９１が上記コントロールシャフト３２に連結されている。従って、コントロールシャフト３２が回動すると回動軸９１が回動してコントロールシャフト３２の回動位置、即ちシフトストローク位置を検出することができる。
【００２４】
次に、本発明に従って構成されたシフトアクチュエータについて、主に図７を参照して説明する。
図７に示す実施形態における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のケーシング３１ａ、３１ｂ、３１ｃ内に配設されたコントロールシャフト３２に装着された作動レバー５０を互いに反対方向に作動せしめる第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。この作動レバー５０は、コントロールシャフト３２および上記シフトスリーブ３５を介してシフトレバー３４に連結され、図４および図５において左側のケーシング３１ａの下部に形成された開口３１１ａを挿通して配設されている。
【００２５】
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、上述した図１に示す電磁ソレノイド１と実質的に同一の構成を有しており、電磁コイル６１と、該電磁コイル６１によって励磁される固定鉄心６２と、該固定鉄心６２に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心６３と、該第１の可動鉄心６３の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心６４と、該第１の可動鉄心６３に装着されたプッシュロッドと６５を具備している。
【００２６】
上記電磁コイル６１は、合成樹脂等の非磁性材からなるボビン６６に捲回されている。固定鉄心６２は磁性材によって形成されており、基部６２１と、該基部６２１の中央部に突出して設けられ上記電磁コイル６１内に配置される円柱状の第１の吸引部６２２と、基部６２１の外周部から第１の吸引部６２２と同一方向に突出して設けられた筒状部６２３と、該筒状部６２３の先端に設けられた環状の第２の吸引部６２４と、第１の吸引部６２２と筒状部６２３との間に形成されたコイル収容部６２４とからなっており、コイル収容部６２５に上記ボビン６６に捲回された電磁コイル６１が配設される。第１の可動鉄心６３は、磁性材によって円柱状に形成され、上記電磁コイル６１内を移動可能に配置される。この第１の可動鉄心６３は、その中心部に上記プッシュロッド６５の図において右方部に形成された小径の装着部６５１の外径と対応する内径を有する装着穴６３１が形成されており、この装着穴６３１をプッシュロッドと６５の装着部６５１に嵌合することによって装着する。第２の可動鉄心６４は、磁性材によって環状に形成され、上記第１の可動鉄心６３の外径と対応する内径を有する装着穴６４１が設けられている。このように形成された第２の可動鉄心６４は、装着穴６４１を第１の可動鉄心６３の外周面に摺動可能に嵌合することによって、その外周部が上記固定鉄心６２の第２の吸引部６２４と対向するように配設される。なお、上記第１の可動鉄心６３の軸方向中央部の外周面には、スナップリング６７が装着されており、このスナップリング６７は上記第２の可動鉄心６４の固定鉄心６２側への移動を規制している。従って、スナップリング６７は、第２の可動鉄心６４の固定鉄心６２側への移動を規制する規制手段として機能する。
【００２７】
上記第１の可動鉄心６３を装着したプッシュロッドと６５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、固定鉄心６２の基部６２１および第１の吸引部６２２の中心部に形成された貫通穴６２６を挿通して配設されている。なお、図７において６９は上記第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４を覆うカバー部材で、固定鉄心６２の筒状部６２３にビス６９０によって取り付けられている。
【００２８】
以上のように構成された第１の電磁ソレノイド６は、電磁コイル６１に通電されると、第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４が固定鉄心６２の第１の吸引部６２２および第２の吸引部６２４に吸引される。この結果、第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４を装着したプッシュロッド６５が図７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に装着されたシフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４が一方向にシフト作動せしめられる。なお、上記プッシュロッド６５のストローク範囲において第２の可動鉄心６４が固定鉄心６２の第２の吸引部６２４に当接する位置を、後述するように同期装置の同期位置の直後位置に対応するように構成している。
【００２９】
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ている。第２の電磁ソレノイド７も第１の電磁ソレノイド６と同様に、電磁コイル７１と、該電磁コイル７１によって励磁される固定鉄心７２と、該固定鉄心７２に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心７３と、該第１の可動鉄心７３の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心７４と、該第１の可動鉄心７３に装着されたプッシュロッドと７５を具備している。なお、第２の電磁ソレノイド７も第１の電磁ソレノイド６と同様に、電磁コイル７１を巻き付けるボビン７６、第１の可動鉄心７３の外周面に装着され第２の可動鉄心７４の固定鉄心７２側への移動を規制する規制手段として機能するスナップリング７７、第１の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４を覆うカバー部材６９を具備している。
【００３０】
以上のように構成された第２の電磁ソレノイド７は、電磁コイル７１に通電されると、第１の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４が固定鉄心７２の第１の吸引部７２２および第２の吸引部７２４に吸引される。この結果、第１の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４を装着したプッシュロッド７５が図７において右方に移動し、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に装着されたシフトスリーブ３５と一体に構成されたシフトレバー３４が一方向にシフト作動せしめられる。なお、上記プッシュロッド７５のストローク範囲において第２の可動鉄心７４が固定鉄心７２の第２の吸引部７２４に当接する位置を、後述するように同期装置の同期位置の直後位置に対応するように構成している。
【００３１】
図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ５は以上のように構成されており、第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７の作動位置に対応する図示しない変速機に装備される同期装置のシフトストローク位置との関係および第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂの作動位置における推力について、図８、図９および図１０を参照して説明する。
図８は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７の作動状態を示すもので、図８の（ａ）は同期装置をニュートラル位置に作動した状態、図８の（ｂ）は第１の電磁ソレノイド６によって同期装置を同期位置の直後位置まで作動した状態、図８の（ｃ）は第１の電磁ソレノイド６によって同期装置のギヤイン位置に作動した状態、図８の（ｄ）は第２の電磁ソレノイド７によって同期装置を同期位置の直後位置まで作動した状態、図８の（ｅ）は第２の電磁ソレノイド７ｂによって同期装置のギヤイン位置に作動した状態を示すものである。
図９は上記同期装置におけるクラッチスリーブのスプライン１１とシンクロナイザーリングの歯１２ａ、１２ｂとドッグ歯１３ａ、１３ｂとの関係を示すもので、図９の（ａ）はニュートラル状態、図９の（ｂ）は第１の電磁ソレノイド６を作動したときの同期状態、図９の（ｃ）は第１の電磁ソレノイド６を作動したときのギヤイン状態、図９の（ｄ）は第２の電磁ソレノイド７を作動したときの同期状態、図９の（ｅ）は第２の電磁ソレノイド７を作動したときのギヤイン状態を示すものである。
【００３２】
図１０は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７のプッシュロッド６５および７５の作動位置と推力との関係を示す説明図である。図１０の（ａ）および図１０の（ｂ）において電磁ソレノイド作動位置のＰ０は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ａ）に示す状態のニュートラルであり、ＰＲ２は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｅ）に示す状態のギヤイン位置であり、ＰＬ２は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｃ）に示す状態のギヤイン位置であり、ＰＬＭは第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｂ）に示す状態に対応する同期位置の直後位置であり、ＰＲＭは第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｄ）に示す状態に対応する同期位置の直後位置である。図１０の（ａ）は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｅ）に示す状態のギヤイン状態（ＰＲ２）から第１の電磁ソレノイド６を付勢して図８の（ｃ）に示すギヤイン位置ＰＬ２まで作動する際の各作動位置における推力を示すグラフで、図１０の（ｂ）は第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｃ）に示す状態のギヤイン状態（ＰＬ２）から第２の電磁ソレノイド７を付勢して図８の（ｅ）に示すギヤイン位置ＰＲ２まで作動する際の各作動位置における推力を示すグラフである。
【００３３】
先ず、図１０の（ａ）に基づいて第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｅ）に示す状態のギヤイン状態（ＰＲ２）から第１の電磁ソレノイド６を付勢して図８の（ｃ）に示すギヤイン位置ＰＬ２まで作動する際の各作動位置における推力（実線で示すグラフ）について説明する。
図８の（ｅ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図９の（ｅ）で示すギヤイン状態）から第１の電磁ソレノイド６の電磁コイル６１に通電すると固定鉄心６２が励磁され、第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４が第１の吸引部６２２および第２の吸引部６２４に吸引されてプッシュロッド６５に推力が発生するが、ギヤイン位置ＰＲ２（ストローク開始位置）では第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４と第１の吸引部６２２および第２の吸引部６２４との間隔が大きいため推力は実線▲１▼で示すように小さい。そして、第１の可動鉄心６３および第２の可動鉄心６４が第１の吸引部６２２および第２の吸引部６２４に向けて移動するに従って推力が実線▲１▼で示すように上昇し、図１０の（ａ）においてＰ０で示すニュートラル位置、即ち図８の（ａ）に示すニュートラル状態（同期装置においては図９の（ａ）で示すニュートラル状態）を過ぎるころから第２の可動鉄心６４と第２の吸引部６２４の間隔が小さくなるために、推力は急激に上昇する。このため、図１０の（ａ）においてＰＬ１で示す同期位置、即ち、第２の可動鉄心６４が第２の吸引部６２４に当接する直前位置（同期装置においては図８の（ｂ）で示す同期状態）では実線▲１▼で示すように大きな推力が得られ、同期装置の同期作用を迅速に行うことができる。
【００３４】
プッシュロッド６５の作動位置が図１０の（ａ）においてＰＬＭで示す同期位置の直後位置に達すると、第２の可動鉄心６４が第２の吸引部６２４に当接し、この同期位置の直後位置ＰＬＭまで推力は実線▲１▼で示すように上昇する。第２の可動鉄心６４が第２の吸引部６２４に当接するすると、第２の可動鉄心６４は図において左方への移動が規制される。この結果、第２の可動鉄心６４の移動が規制された後は、第１の可動鉄心６３が第１の吸引部６２２に吸引されることによる推力となるので、図１０の（ａ）において同期位置の直後位置ＰＬＭからＰＬ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）、即ち図８の（ｃ）に示すギヤイン位置（同期装置においては図９の（ｃ）で示すギヤイン位置）までは、実線▲２▼で示す推力特性となる。即ち、同期位置の直後位置ＰＬＭを通過した瞬間に推力が低下し、その後図１０の（ａ）においてＰＬ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）に近づくに従って２次曲線的に推力が上昇する。そして、ＰＬ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）で、図８の（ｃ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図９の（ｃ）で示すギヤイン状態）となる。
【００３５】
次に、図１０の（ｂ）に基づいて第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７が図８の（ｃ）に示す状態のギヤイン状態（ＰＬ２）から第２の電磁ソレノイド７を付勢して図８の（ｅ）に示すギヤイン位置ＰＲ２まで作動する際の各作動位置における推力（実線で示すグラフ）について説明する。
図８の（ｃ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図９の（ｃ）で示すギヤイン状態）から第２の電磁ソレノイド７の電磁コイル７１に通電すると固定鉄心７２が励磁され、第１の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４が第１の吸引部７２２および第２の吸引部７２４に吸引されてプッシュロッド７５に推力が発生するが、ギヤイン位置ＰＬ２（ストローク開始位置）では第２の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４と第１の吸引部７２２および第２の吸引部７２４との間隔が大きいため推力は実線▲１▼で示すように小さい。そして、第１の可動鉄心７３および第２の可動鉄心７４が第１の吸引部７２２および第２の吸引部７２４に向けて移動するに従って推力が実線▲１▼で示すように上昇し、図１０の（ｂ）においてＰ０で示すニュートラル位置、即ち図８の（ａ）に示すニュートラル状態（同期装置においては図９の（ａ）で示すニュートラル状態）を過ぎるころから第２の可動鉄心７４と第２の吸引部７２４の間隔が小さくなるために、推力は急激に上昇する。このため、図１０の（ｂ）においてＰＲ１で示す同期位置、即ち、第２の可動鉄心７４が第２の吸引部７２４に当接する直前位置（同期装置においては図８の（ｄ）で示す同期状態）では実線▲１▼で示すように大きな推力が得られ、同期装置の同期作用を迅速に行うことができる。
【００３６】
プッシュロッド７５の作動位置が図１０の（ｂ）においてＰＲＭで示す同期位置の直後位置に達すると、第２の可動鉄心７４が第２の吸引部７２４に当接し、この同期位置の直後位置ＰＲＭまで推力は実線▲１▼で示すように上昇する。第２の可動鉄心７４が第２の吸引部７２４に当接するすると、第２の可動鉄心７４は図において右方への移動が規制される。この結果、第２の可動鉄心７４の移動が規制された後は、第１の可動鉄心７３が第１の吸引部７２２に吸引されることによる推力となるので、図１０の（ｂ）において同期位置の直後位置ＰＲＭからＰＲ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）、即ち図８の（ｅ）に示すギヤイン位置（同期装置においては図９の（ｅ）で示すギヤイン位置）までは、実線▲２▼で示す推力特性となる。即ち、同期位置の直後位置ＰＲＭを通過した瞬間に推力が低下し、その後図１０の（ｂ）においてＰＲ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）に近づくに従って２次曲線的に推力が上昇する。そして、ＰＲ２で示すギヤイン位置（ストロークエンド）で、図８の（ｅ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図９の（ｅ）で示すギヤイン状態）となる。
【００３７】
以上のように、第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７とからなる第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５は、同期装置の同期位置付近で一旦推力が上昇する特性を有するので、操作力が必要な同期位置で所定の推力が得られるため、電磁ソレノイドを小型化することができる。即ち、図１０の（ａ）および図１０の（ｂ）において破線は上記従来の電磁ソレノイドを用いたシフトアクチュエータの大きさを上記第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５と同等に構成した場合の推力特性であり、実線で示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５の推力特性と比較すると、同期位置（ＰＬ１、ＰＲ１）における推力が小さいことが判る。従って、従来の電磁ソレノイドを用いたシフトアクチュエータは、同期位置（ＰＬ１、ＰＲ１）における推力を第１の実施形態のシフトアクチュエータ５と同等にするためには、電磁ソレノイドの能力を大きくしなければならない。
【００３８】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、例えば実施形態においては本発明をセレクトアクチュエータとともに変速操作装置を構成するシフトアクチュエータに適用した例を示したが、本発明によるシフトアクチュエータは例えば手動変速機構においてシフト方向への操作力をアシストするシフトアシスト装置に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明による電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータ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。
【００４０】
即ち、本発明に用いられる電磁ソレノイドによれば、電磁コイルと、該電磁コイルによって励磁される固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された第１の可動鉄心と、該第１の可動鉄心の外周面に摺動可能に嵌合された第２の可動鉄心と、該第１の可動鉄心に装着されたプッシュロッドとを具備し、第２の可動鉄心が固定鉄心の第２の吸引部に当接するまでは第２の可動鉄心と該第１の可動鉄心が一体で移動し、第２の可動鉄心が第２の吸引部に当接した後は第１の可動鉄心のみが固定鉄心の第１の吸引部に向けて移動するように構成されているので、プッシュロッドのストローク範囲の中間部で大きな推力を発生することができる。
【００４１】
そして、この電磁ソレノイドを用いた本発明による変速機のシフトアクチュエータは、変速機の同期装置を操作するシフトレバーにコントロールシャフトを介して作動レバーを連結し、作動レバーの先端部を互いに反対方向に作動する第１の電磁ソレノイドと第２の電磁ソレノイドとにより、コントロールシャフトを軸線回りに回動してシフトレバーをシフト方向に操作するものである。２個の電磁ソレノイドは、コントロールシャフトと作動レバーとを介在してシフトレバーに連結されるから、これらの電磁ソレノイドをシフトレバーから離れた位置に設置することが可能で、変速機操作装置のレイアウトの自由度が増すこととなる。
２個の電磁ソレノイドはそれぞれ上記の構成を備えており、かつ、電磁コイルに通電したときには、第２の可動鉄心が第２の吸引部に当接する位置が、シフトレバーにより操作される同期装置の同期位置の直後位置に対応するように設定されている。したがって、電磁ソレノイドの推力は、同期位置付近に到るまでは比較的小さく、同期位置付近で一旦推力が上昇する特性を有する。この特性によって、ニュートラル位置の近傍では推力が小さいので、シフトレバーをニュートラル位置に停止させる制御等を容易に行うことできるとともに、操作力が必要な同期位置で所定の推力が得られるため、電磁ソレノイドを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる電磁ソレノイドの断面図。
【図２】図１に示す電磁ソレノイドの作動状態を示す説明図。
【図３】図１に示す電磁ソレノイドの各作動位置と推力との関係を示す図。
【図４】本発明に従って構成された第１の実施形態におけるシフトアクチュエータを備えた変速操作装置を示す断面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】図４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。
【図７】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図８】図７に示すシフトアクチュエータの各作動状態を示す説明図。
【図９】図７に示すシフトアクチュエータの各作動状態と対応する同期装置のシフトストローク位置を示す説明図。
【図１０】シフトアクチュエータの各作動位置と推力との関係を示す図。
【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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【図９】
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【図１０】
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