(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、該シフトレバーに連結されたコントロールシャフトをセレクト方向に回動せしめるロータリソレノイドを備えており、
該シフトアクチュエータは、該コントロールシャフトに配設された磁石可動体と、該磁石可動体を包囲して配設された筒状の固定ヨークと、該固定ヨークの内側に軸方向に併設された一対のコイルとを具備し、かつ、該磁石可動体が、該コントロールシャフトの外周面に装着された可動ヨークと、該可動ヨークの外周面に装着され外周面および内周面に磁極を有する永久磁石とを備え、該永久磁石の外周面が該一対のコイルと対向するように配置されており、該永久磁石により該一対のコイルのそれぞれに生じる磁束回路と、それぞれのコイルに流れる電流との作用により、コントロールシャフトを軸方向に作動せしめることを特徴とする変速操作装置。
【請求項２】
該セレクトアクチュエータの該ロータリソレノイドは該コントロールシャフトと同一軸線上に配設され、該ロータリソレノイドのロータが該コントロールシャフトに軸方向に相対移動可能に装着されている請求項１記載の変速操作装置。
【請求項３】
該セレクトアクチュエータは、該ロータリソレノイドのコイルに供給する電力量に対応して該コントロールシャフトに発生する回動力に応じて該コントロールシャフトの回動位置を規制するセレクト位置規制手段を具備している請求項１記載の変速操作装置。
【請求項４】
該セレクト位置規制手段が、変速操作装置のケーシングに該コントロールシャフトの中心軸に対して対称的に並行して配置され、かつ、ばねにより押圧される２個のプランジャーを備えるとともに、該シフトレバーには該コントロールシャフトの中心軸に対して対称的に２個のレバー部が設けられ、該コントロールシャフトが回動したときに、該プランジャーと該レバー部とが当接し、該ロータリソレノイドのコイルに供給する電力量に対応して該コントロールシャフトの回動位置が決定されるように構成されている請求項３記載の変速操作装置。
【請求項５】
該可動ヨークは、該永久磁石が装着される筒状部と該筒状部の両端に設けられた環状の鍔部とを備え、該鍔部の外周面が該固定ヨークの内周面に近接して構成されている請求項１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、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、耐久性に優れ、作動速度が速く、しかも装置全体をコンパクトに構成することができる変速操作装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる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、該シフトレバーに連結されたコントロールシャフトをセレクト方向に回動せしめるロータリソレノイドを備えており、
該シフトアクチュエータは、該コントロールシャフトに配設された磁石可動体と、該磁石可動体を包囲して配設された筒状の固定ヨークと、該固定ヨークの内側に軸方向に併設された一対のコイルとを具備し、かつ、該磁石可動体が、該コントロールシャフトの外周面に装着された可動ヨークと、該可動ヨークの外周面に装着され外周面および内周面に磁極を有する永久磁石とを備え、該永久磁石の外周面が該一対のコイルと対向するように配置されており、該永久磁石により該一対のコイルのそれぞれに生じる磁束回路と、それぞれのコイルに流れる電流との作用により、コントロールシャフトを軸方向に作動せしめる」
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【０００６】
また、本発明においては、上記セレクトアクチュエータを構成するロータリソレノイドが上記コントロールシャフトと同一軸線上に配設され、ロータリソレノイドのロータがコントロールシャフトに軸方向に相対移動可能に装着されている、変速操作装置が提供される。
【０００７】
更に、本発明においては、上記セレクトアクチュエータが上記ロータリソレノイドのコイルに供給する電力量に対応して上記コントロールシャフトに発生する回動力に応じてコントロールシャフトの回動位置を規制するセレクト位置規制手段を具備している、変速操作装置が提供される。このセレクト位置規制手段は、変速操作装置のケーシングにコントロールシャフトの中心軸に対して対称的に並行して配置され、かつ、ばねにより押圧される２個のプランジャーを備え、このプランジャーが、上記シフトレバー設けた２個のレバー部と当接し、ロータリソレノイドのコイルに供給する電力量に対応して該コントロールシャフトの回動位置を決定するように構成することができる。
【０００８】
また、本発明においては、上記可動ヨークが、該永久磁石が装着される筒状部と該筒状部の両端に設けられた環状の鍔部とを備え、該鍔部の外周面が該固定ヨークの内周面に近接して構成されている変速操作装置が提供される。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は本発明に従って構成された変速操作装置の第１の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。
第１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６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、筒状に形成されたケーシング３１を具備している。このケーシング３１は、中間部に設けられた中間壁３１１によって区画された第１の部屋３１２と第２の部屋３１３を備えている。このように構成されたケーシング３１内を貫通してコントロールシャフト３３が配設されている。このコントロールシャフト３３は、ケーシング３１の図１において左端に形成された端壁３１４とケーシング３１の図１において右端に装着された仕切り壁３２によって回転可能でかつ軸方向に摺動可能に支持されている。コントロールシャフト３３はステンレス鋼等の非磁性材によって構成されており、第１の部屋３１２に配置された部分にシフトレバー３４が装着されている。このシフトレバー３４は、その基部３４０にコントロールシャフト３３の外径と対応する内径を有する装着穴３４１が形成されており、この装着穴３４１をコントロールシャフト３３に嵌合し固定ボルト３５によって固定される。シフトレバー３４の先端部は、ケーシング３１の下側に形成された開口３１５を挿通して下方に延び、図２に示すように第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。
【００１２】
上記ケーシング３１の第２の部屋３１３には、セレクトアクチュエータ３の駆動機構を構成する正転方向および逆転方向に所定角度回動可能な両方向ロータリーソレノイド４０が配設されている。ロータリーソレノイド４０は、上記コントロールシャフト３３と同一軸線上に配設されている。このロータリーソレノイド４０は、上記仕切り壁３２に連結ピン４１、４１によって装着されたベース４２を具備している。このベース４２は磁性材によって形成され、第１のステータ４２１と第２のステータ４２２を備えている。第１のステータ４２１には合成樹脂等の非磁性材によって形成されたボビン４３１に捲回された第１のコイル４４１が装着されており、第２のステータ４２２には合成樹脂等の非磁性材によって形成されたボビン４３２に捲回された第２のコイル４４２が装着されている。第１のコイル４４１および第２のコイル４４２の内側にはベース４２に装着された非磁性材からなる筒状の支持部材４５が配設されている。
【００１３】
上記ベース４２を構成する第１のステータ４２１および第２のステータ４２２の図１において左側にはロータ５０が配設されている。このロータ５０は、ロータ本体５１と該ロータ本体５１に装着された第１の永久磁石５２および第２の永久磁石５３とからなっている。ロータ本体５１は磁性材によって円盤状に形成されており、中心部に正方形の嵌合穴５１１を備えている。このように構成されたロータ本体５１は、上記ケーシング３１の中間壁３１１と支持部材４５に軸受５４、５５を介して回転可能に支持されている。また、ロータ本体５１の中心部に形成された正方形の嵌合穴５１１には、上記コントロールシャフト３３の中間部に断面形状が正方形に形成された嵌合部３３１が嵌合される。従って、ロータ本体５１とコントロールシャフト３３とは、軸方向には相対的に摺動可能であるが、回転方向には一体的に回動する。ロータ本体５１の上記第１のステータ４２１および第２のステータ４２２と対向する面には第１の永久磁石５２および第２の永久磁石５３が装着されている。この第１の永久磁石５２は、第１のステータ４２１および第２のステータ４２２と対向する側の面がＮ極に着磁され、ロータ本体５１側の面がＳ極に着磁されている。また、第２の永久磁石５３は、第１のステータ４２１および第２のステータ４２２と対向する側の面がＳ極に着磁され、ロータ本体５１側の面がＮ極に着磁されている。
【００１４】
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、以下その作動について図３および図４の（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
図３はロータリーソレノイド４０を構成するロータ５０のロータ本体５１に装着された第１の永久磁石５２と第２の永久磁石５３が第１のステータ４２１と第２のステータ４２２の間に位置付けられ、第１のコイル４４１および第２のコイル４４２への通電が遮断されたＯＦＦ状態を示すものである。ロータリーソレノイド４０が図３に示す状態のとき、シフトレバー３４が図２において実線で示す位置に位置付けられるように構成されている。
【００１５】
セレクトアクチュエータ３は、図３の状態から第１のステータ４２１がＮ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４２２がＳ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加すると、図４の（ａ）に示すようにロータ５０には反時計方向（正転方向）に回動するトルクが発生する。即ち、第１の永久磁石５２のＮ極と第１のステータ４２１のＮ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第２のステータ４２２のＳ極が反発し、第１の永久磁石５２のＮ極と第２のステータ４２２のＳ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第１のステータ４２１のＮ極とが吸引しあって、ロータ５０は図４の（ａ）において反時計方向（正転方向）に回動するトルクを発生する。そして、ロータ５０は図４の（ｂ）で示すように略６０度の角度回動した時点で図示しないストッパーによって停止されるとともに、この状態で第１のコイル４４１および第２のコイル４４２への通電が遮断（ＯＦＦ）される。このときのセレクトアクチュエータ３の作動は、シフトレバー３４を図２において矢印３４ａで示す一方のセレクト方向に作動せしめる。
【００１６】
一方、セレクトアクチュエータ３は、図４の（ａ）状態から第１のステータ４２１がＳ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４２２がＮ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加すると、図４の（ｃ）に示すようにロータ５０には時計方向（逆転方向）に回動するトルクが発生する。即ち、第１の永久磁石５２のＮ極と第２のステータ４２２のＮ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第１のステータ４２１のＳ極が反発し、第１の永久磁石５２のＮ極と第１のステータ４２１のＳ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第２のステータ４２２のＮ極とが吸引しあって、ロータ５０は図４の（ｃ）において時計方向（逆転方向）に回動するトルクを発生する。そして、ロータ５０は図４の（ｄ）で示すように略６０度の角度回動した時点で図示しないストッパーによって停止されるとともに、この状態で第１のコイル４４１および第２のコイル４４２への通電が遮断（ＯＦＦ）される。このときのセレクトアクチュエータ３の作動は、シフトレバー３４を図２において矢印３４ｂで示す他方のセレクト方向に作動せしめる。
【００１７】
次に、図４の（ｂ）で示す一方のセレクト位置から他方のセレクト位置へセレクト動作を行う場合は、図４の（ｅ）で示すように第１のステータ４２１がＳ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４２２がＮ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加する。この結果、第１の永久磁石５２のＮ極と第２のステータ４２２のＮ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第１のステータ４２１のＳ極が反発して時計方向（逆転方向）に回動するトルクが発生する。そして、ロータ５０が図４の（ａ）位置まで回動した時点で第１のコイル４４１および第２のコイル４４２への通電が遮断（ＯＦＦ）される。
【００１８】
また、図４の（ｄ）で示す他方のセレクト位置から一方のセレクト位置へセレクト動作を行う場合は、図４の（ｆ）で示すように第１のステータ４２１がＮ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４２２がＳ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加する。この結果、第１の永久磁石５２のＮ極と第１のステータ４２１のＮ極および第２の永久磁石５３のＳ極と第２のステータ４２２のＳ極が反発して反時計方向（正転方向）に回動するトルクが発生する。そして、ロータ５０が図４の（ａ）位置まで回動した時点で第１のコイル４４１および第２のコイル４４２への通電が遮断（ＯＦＦ）される。
上記ロータリーソレノイド４０の回動力の大きさは、第１のコイル４４１および第２のコイル４４２に供給する電力量によって決まる。
【００１９】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記ロータリーソレノイド４０の回動力即ちコントロールシャフト３３に作用する回動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５７および第２のセレクト位置規制手段５８を具備している（図２参照）。なお、上記シフトレバー３４の基部３４０には、第１のセレクト位置規制手段５７および第２のセレクト位置規制手段５８と係合する第１のレバー部３４２および第２のレバー部３４３が設けられている。つまり、セレクト位置規制手段５７、５８は、変速操作装置のケーシング３１にコントロールシャフト３３の中心軸に対して対称的に並行して配置されるとともに、シフトレバー３４にはコントロールシャフト３３の中心軸に対して対称的に２個のレバー部３４２、３４３が設けられている。
第１のセレクト位置規制手段５７は、上記ケーシング３１の上壁における上記第１のレバー部３４２と対向する位置に設けられた第１のボス部５７１と、該第１のボス部５７１に上記第１のレバー部３４２と対向して形成されたプランジャー挿通穴５７２と、該プランジャー挿通穴５７２内に配設されプランジャー５７３と、該プランジャー５７３とプランジャー挿通穴７５２を塞ぐプラグ５７４との間に配設された圧縮コイルばね５７５とからなっている。なお、上記プランジャー５７３の上端部には大径部５７３ａが設けられており、この大径部５７３ａがプランジャー挿通穴５７２の下端部に設けられた棚部５７２ａに当接してプランジャー５７３の下方即ち第１のレバー部３４２方向への移動が規制されている。そして、プランジャー５７３の先端と第１のレバー部３４２との間には、シフトレバー３４が図２で示す状態のとき所定の間隔を有するように構成されている。
【００２０】
次に、上記第２のセレクト位置規制手段５８について説明する。
第２のセレクト位置規制手段５８は、上記ケーシング３１の上壁における上記第２のレバー部３４３と対向する位置に設けられた第２のボス部５８１と、該第１のボス部５８１に上記第２のレバー部３４３と対向して形成されたプランジャー挿通穴５８２と、該プランジャー挿通穴５８２内に配設されプランジャー５８３と、該プランジャー５８３とプランジャー挿通穴５８２を塞ぐプラグ５８４との間に配設された圧縮コイルばね５８５とからなっている。なお、上記プランジャー５８３の上端部には大径部５８３ａが設けられており、この大径部５８３ａがプランジャー挿通穴５８２の下端部に設けられた棚部５８２ａに当接してプランジャー５８３の下方即ち第２のレバー部３４３方向への移動が規制されている。そして、プランジャー５８３の先端と第２のレバー部３４３との間には、シフトレバー３４が図２で示す状態のとき所定の間隔を有するように構成されている。
【００２１】
第１のセレクト位置規制手段５７および第２のセレクト位置規制手段５８は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
シフトレバー３４を図２に示す状態から上述したように矢印３４ａで示す一方のセレクト方向に作動するために、第１のステータ４３１がＮ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４３２がＳ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加する。このとき、第１のコイル４４１および第２のコイル４４２に印加する電圧が例えば２．４Ｖであると、シフトレバー３４の第１のレバー部３４２が第１のセレクト位置規制手段５７を構成するプランジャー５７３の下端に当接して位置規制される。この状態においては、ロータリーソレノイド４０によってシフトレバー３４を回動する回動力よりコイルばね５７５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、シフトレバー３４は第１のレバー部３４２がプランジャー５７３に当接した位置に停止せしめられる。このとき、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。なお、上記第１のコイル４４１および第２のコイル４４２に印加する電圧が例えば４．８Ｖであると、ロータリーソレノイド４０によってシフトレバー３４を回動する回動力がコイルばね５７５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、シフトレバー３４は第１のレバー部３４２がプランジャー５７３に当接した後にコイルばね５７５のばね力に抗して図２において矢印３４ａで示す一方のセレクト方向に回動し、シフトレバー３４の先端部が上記シフトブロック３０１の側壁に当接した位置で停止される。このとき、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。
【００２２】
次に、シフトレバー３４を図２に示す状態から上述したように矢印３４ｂで示す他方のセレクト方向に作動するために、第１のステータ４３１がＳ極になるように第１のコイル４４１に電圧を印加するとともに、第２のステータ４３２がＮ極になるように第２のコイル４４２に電圧を印加する。このとき、第１のコイル４４１および第２のコイル４４２に印加する電圧が例えば２．４Ｖであると、シフトレバー３４の第２のレバー部３４３が第２のセレクト位置規制手段５８を構成するプランジャー５８３の下端に当接して位置規制される。この状態においては、ロータリーソレノイド４０によってシフトレバー３４を回動する回動力よりコイルばね５８５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、シフトレバー３４は第２のレバー部３４３がプランジャー５８３に当接した位置に停止せしめられる。このとき、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。なお、上記第１のコイル４４１および第２のコイル４４２に印加する電圧が例えば４．８Ｖであると、ロータリーソレノイド４０によってシフトレバー３４を回動する回動力がコイルばね５８５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、シフトレバー３４は第２のレバー部３４３がプランジャー５８３に当接した後にコイルばね５８５のばね力に抗して図２において矢印３４ｂで示す他方のセレクト方向に回動し、シフトレバー３４の先端部が上記シフトブロック３０４の側壁に当接した位置で停止される。このとき、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５７および第２のセレクト位置規制手段５８を設けたので、第１のコイル４４１および第２のコイル４４２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。
【００２３】
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３４を装着したコントロールシャフト３３をセレクト方向に回動するための駆動手段をロータリーソレノイド４０によって構成したので、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。しかも、セレクトアクチュエータ３のロータリーソレノイド４０はコントロールシャフト３３と同一軸線上に配設されるので、極めてコンパクトな変速操作装置２を構成することができる。
【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６の一実施形態について、図１および図５を参照して説明する。
図１に示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６は、上記コントロールシャフト３３が貫通して配設されるケーシング６１を具備している。このケーシング６１は、磁性材によって筒状に形成されており、図示の実施形態においては固定ヨークとして機能する。ケーシング６１の図１において左端は上記仕切り壁３２に連結されており、ケーシング６１の図１において右端にはステンレス鋼やアルミ合金等の非磁性材によって形成された端壁６２が装着されている。この端壁６２の中央部には支持部６２１が設けられており、この支持部６２１に形成された支持穴６２２に上記コントロールシャフト３３を嵌挿することにより、コントロールシャフト３３が回転可能かつ軸方向に摺動可能に支持される。なお、端壁６２に設けられた支持部６２１にはねじが形成されており、この支持部６２１にコントロールシャフト３３の右端部を覆うキャップ６３が螺合して装着されている。
【００２５】
コントロールシャフト３３のケーシング６１内に配置された部分には、磁石可動体６５が配設されている。この磁石可動体６５は、コントロールシャフト３３の外周面に装着された可動ヨーク６５１と、該可動ヨーク６５１の外周面に配設された環状の永久磁石６５２とを具備している。上記可動側ヨーク６５１は磁性材によって形成され、永久磁石６５２が装着される筒状部６５１ａと、該筒状部６５１ａの両端にそれぞれ設けられた環状の鍔部６５１ｂ、６５１ｃとを有しており、鍔部６５１ｂ、６５１ｃの外周面が上記固定ヨークとして機能するケーシング６１の内周面に近接して構成されている。鍔部６５１ｂ、６５１ｃの外周面と固定ヨークとして機能するケーシング６１の内周面との隙間は小さいほど望ましいが、製作誤差等を考慮して図示の実施形態においては０．５ｍｍに設定されている。このように構成された可動ヨーク６５１は、コントロールシャフト３３に形成された段部３３２によって図１において左端が規制され、その右端がコントロールシャフト３３に装着されたスナップリング６５３によって位置規制されている。上記永久磁石６５２は、外周面および内周面に磁極を備えており、図示の実施形態においては外周面にＮ極が内周面にＳ極が形成されている。このように形成された永久磁石６５２は、可動ヨーク６５１の筒状部６５１ａの外周面に装着されており、その両側にそれぞれ配設され可動側ヨーク６５１の筒状部６５１ａに装着されたスナップリング６５４、６５４によって軸方向移動が規制されている。
【００２６】
上記磁石可動体６５の外周側には、磁石可動体６５を包囲して一対のコイル６６、６７が軸方向に併設されている。この一対のコイル６６、６７は、合成樹脂等の非磁性材によって形成され上記ケーシング６１の内周面に装着されたボビン６８に捲回されており、図示しない電源回路に接続するようになっている。なお、ケーシング６１の図１において右端部には段部６１１が設けられており、この段部６１１に上記一対のコイル６６、６７を捲回したボビン６８の右端を当接して位置決めする。また、ボビン６８の図１において左端はケーシング６１の内側に嵌合されたスリーブ６９によって位置決めされている。このスリーブ６９は磁性材によって形成されており、図示の実施形態においてはケーシング６１とともに固定ヨークとして機能する。
【００２７】
図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ６は以上のように構成されており、上記コントロールシャフト３３に配設された磁石可動体６５と固定ヨークとして機能するケーシング６１および一対のコイル６６、６７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５を参照して説明する。
り、以下その作動について図５を参照して説明する。
シフトアクチュエータ６においては、図５の（ａ）乃至図５の（ｄ）に示すように永久磁石６５２による第１の磁束回路６５７および第２の磁束回路６５８が形成される。即ち、図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ６においては、永久磁石６５２のＮ極、一対のコイルの一方コイル６６、固定ヨークとして機能するケーシング６１、可動側ヨーク６５１の鍔部６５１ｂ、可動ヨーク６５１の筒状部６５１ａ、永久磁石６５２のＳ極を通る第１の磁気回路６５７と、永久磁石６５２のＮ極、一対のコイルの他方コイル６７、固定ヨークとして機能するケーシング６１およびスリーブ６９、可動側ヨーク６５１の鍔部６５１ｃ、可動ヨーク６５１の筒状部６５１ａ、永久磁石６５２のＳ極を通る第２の磁気回路６５８が形成される。
【００２８】
コントロールシャフト３３の作動位置が図１即ち図５の（ａ）に示すニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図５の（ａ）に示すように互いに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、磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。従って、コントロールシャフト３３は図１および図５の（ａ）で示すニュートラル位置（中立位置）に維持される。
【００２９】
次に、コントロールシャフト３３の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図５の（ｂ）に示すように同じ方向に電流を流すと、磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３には図５の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。この結果、コントロールシャフト３３が図１において左方に移動し、コントロールシャフト３３に装着されているシフトレバー３４が矢印３４ｃで示す一方のシフト方向にシフト作動せしめられる。
【００３０】
また、コントロールシャフト３３の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図５の（ｃ）に示すように上記図５の（ｂ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３には図５の（ｃ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。この結果、コントロールシャフト３３が図１において右方に移動し、コントロールシャフト３３に装着されているシフトレバー３４が矢印３４ｄで示す他方のシフト方向にシフト作動せしめられる。
【００３１】
一方、コントロールシャフト３３が図１において左方に移動せしめられた状態で、一対のコイルの６６、６７に図５の（ｄ）に示すように互いに反対方向に電流を流すと、磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。このとき、コントロールシャフト３３即ち磁石可動体６５が左方に移動せしめられた状態では、永久磁石６５２によってによって形成される第１の磁束回路６５７と第２の磁束回路６５８によりコイルを通る磁束が生じるが、コイル６７を通る磁束量の方がコイル６６を通る磁束量より多くなる。従って、他方のコイルの６７に図５の（ｄ）に示す方向に電流を流すことによって磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３に発生する右方への推力は、一方のコイル６６に図５の（ｄ）に示す方向に電流を流すことによって磁石可動体６５即ちコントロールシャフト３３に発生する左方への推力より大きくなる。この結果、コントロールシャフト３３は、図５の（ｄ）において右方向に移動する。このようにして、コントロールシャフト３３が図５の（ｄ）において右方向に移動すると、ニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って、コイル６７を通る磁束量が低下し、コイル６６を通る磁束量が増加する。そして、コントロールシャフト３３がニュートラル位置（中立位置）に達すると、コイル６６とコイル６７を通る磁束量が同等となり、この結果、コントロールシャフト３３に発生する左方への推力と右方への推力が等しくなって、コントロールシャフト３３即ち該コントロールシャフト３３に装着されたシフトレバー３４はニュートラル位置（中立位置）で停止する。
【００３２】
以上のように、図１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６は、コントロールシャフト３３が磁石可動体６５と固定ヨークとして機能するケーシング６１および一対のコイル６６、６７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ので、回転機構がなく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。また、図１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６は、磁石可動体６５を構成する可動ヨーク６５１の鍔部６５１ａおよび６５１ｃの外周面が固定ヨークとして機能するケーシング６１の内周面と近接して構成されているので、磁束に対する大きなエアーギャップがコイル６６、６７部のみとなるため、永久磁石６５２による第１の磁束回路６５７および第２の磁束回路６５８中のエアーギャップを可及的に小さくすることができ、大きな推力を得ることができる。
【００３３】
次に、本発明に従って構成されたシフトアクチュエータの参考例について、図６および図７を参照して説明する。図６に示す参考例におけるシフトアクチュエータ６ａは、コントロールシャフト３３に配設される磁石可動体６５ａが上記図１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６の磁石可動体６５と相違するが、その他の構成部材は上記図１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６と実質的に同一でよい。従って、図６には図１の実施形態におけるシフトアクチュエータ６を構成する各構成部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００３４】
図６に示す参考例におけるシフトアクチュエータ６ａを構成する磁石可動体６５ａは、コントロールシャフト３３の外周面に上記一対のコイル６６、６７の内周面と対向して配設された中間ヨーク６５０ａと、該中間ヨーク６５０ａを挟んで両側にそれぞれ配設された一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａと、該一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａのそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設された一対の可動ヨーク６５４ａ、６５５ａとを具備している。中間ヨーク６５１ａは、磁性材によって環状に形成されている。上記一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａは、軸方向両端面に磁極を備えており、図示の参考例においては互いに対向する端面にＮ極が形成され、互いに軸方向外側端面にＳ極が形成されている。上記一対の可動ヨーク６５４ａ、６５５ａはそれぞれ磁性材によって形成され、それぞれ筒状部６５４ｃ、６５５ｃと、該筒状部６５４ｃ、６５５ｃのそれぞれ軸方向外側端に設けられた環状の鍔部６５４ｄ、６５５ｄとを有しており、鍔部６５４ｄ、６５５ｄの外周面が上記固定ヨークとして機能するケーシング６１およびスリーブ６９の内周面に近接して構成されている。鍔部６５４ｄ、６５５ｄの外周面と固定ヨークとして機能するケーシング６１およびスリーブ６９の内周面との隙間は、上記図１の実施形態おけるシフトアクチュエータ６と同様に０．５ｍｍに設定されている。なお、上記一対の可動ヨーク６５４ａ、６５５ａは、図示の参考例においてはそれぞれ筒状部６５４ｃ、６５５ｃと鍔部６５４ｄ、６５５ｄとによって構成した例を示したが、外周面が上記固定ヨークとして機能するケーシング６１およびスリーブ６９の内周面に近接する鍔部のみによって構成してもよい。
【００３５】
図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａ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７を参照して説明する。図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａにおいては、図７の（ａ）乃至図７の（ｄ）に示すように一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａによる第１の磁束回路６５７ａおよび第２の磁束回路６５８ａが形成される。コントロールシャフト３３の作動位置が図７の（ａ）に示すニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図７の（ａ）に示すように互いに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、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。従って、コントロールシャフト３３は図６および図７の（ａ）で示すニュートラル位置（中立位置）に維持される。
【００３６】
次に、コントロールシャフト３３の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図７の（ｂ）に示すように同じ方向に電流を流すと、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３には図７の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。この結果、コントロールシャフト３３が図７において左方に移動し、コントロールシャフト３３に装着されているシフトレバー３４が図１において矢印３４ｃで示す一方のシフト方向にシフト作動せしめられる。
【００３７】
また、コントロールシャフト３３の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの６６、６７に図７の（ｃ）に示すように上記図７の（ｂ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体５３ａ即ちコントロールシャフト３３には図７の（ｃ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。この結果、コントロールシャフト３３が図７において右方に移動し、コントロールシャフト３３に装着されているシフトレバー３４が矢印３４ｄで示す他方のシフト方向にシフト作動せしめられる。
【００３８】
一方、コントロールシャフト３３が図６において左方に移動せしめられた状態で、一対のコイルの６６、６７に図７の（ｄ）に示すように互いに反対方向に電流を流すと、第１の磁束回路６５７ａおよび第２の磁束回路６５８ａとも他方のコイルの６７を通っているので、他方のコイルの６７に流れる電流によって磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３には図７の（ｄ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。このようにして、コントロールシャフト３３が図７の（ｄ）において右方向に移動すると、ニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って、一方の永久磁石６５２ａによって形成される第１の磁束回路６５７ａが一方のコイルの６６を通過するようになるため、一方のコイルの６６に流れる電流によって磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３には図７の（ｄ）において左方に推力が作用する。この一方のコイルの６６に流れる電流による左方への推力は、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３がニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って増加する。そして、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３がニュートラル位置（中立位置）に達すると、一方のコイルの６６に流れる電流による左方への推力と他方のコイルの６７に流れる電流による右方への推力とが同等となり、この結果、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３はニュートラル位置（中立位置）で停止する。
【００３９】
以上のように、図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａは、磁石可動体６５ａを構成する一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａが中間ヨーク６５０ａを挟んで配設され、この一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａの互いに対向する端面にＮ極が形成されているので、両永久磁石６５２ａ、６５３ａから出た磁束は互いに反発しつつ一対のコイルの６６、６７に向かう。従って、図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａにおいては、磁束が一対のコイルの６６、６７を直交する状態で通過するため、磁石可動体６５ａ即ちコントロールシャフト３３に発生する推力を大きくすることができる。なお、一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａの互いに対向する端面にはＳ極を形成してもよい。即ち、一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａの互いに対向する端面が同極に形成されていることが望ましい。また、図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａにおいては、固定ヨーク固定ヨークとして機能するケーシング６１およびスリーブ６９と磁石可動体６５ａを構成する一対の可動ヨーク６５４ａ、６５５ａの鍔部６５４ｄ、６５５ｄの外周面とが近接して構成されているので、磁束に対する大きなエアーギャップが一対のコイルの６６、６７のみとなる。従って、図６の参考例におけるシフトアクチュエータ６ａは、一対の永久磁石６５２ａ、６５３ａによる磁束回路中のエアーギャップを可及的に小さくすることができ、大きな推力を得ることができる。
【００４０】
【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。
【００４１】
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、コントロールシャフトをシフト方向に回動せしめるロータリソレノイドからなっているので、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。また、変速操作装置を構成するシフトアクチュエータは、シフトレバーを装着したコントロールシャフトが磁石可動体と固定ヨークおよびコイル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。
しかも、変速操作装置を構成するセレクトアクチュエータとシフトアクチュエータは、同一軸線上に配置され、セレクトアクチュエータを構成するロータリソレノイドのロータが、シフトアクチュエータにより往復動するコントロールシャフトに嵌め込まれ、これに直接装着されている。したがって、変速操作装置全体が極めてコンパクトとなり、変速機への搭載性が向上することとなる。シフトアクチュエータには、電磁的相互作用を発生するコイルとして一対のコイルが設置してあり、個々のコイルに流れる電流を制御することにより、変速段を切り換える際に迅速かつ正確な操作が可能となる。
【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第１の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。
【図５】図１に示す変速操作装置を構成するシフトアクチュエータの作動説明図。
【図６】本発明に従って構成された変速操作装置のシフトアクチュエータの他の実施形態を示すもので、セレクトアクチュエータの要部断面図。
【図７】図６に示す変速操作装置を構成するシフ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
３１：ケーシング
３３：コントロールシャフト
３４：シフトレバー
４０：ロータリーソレノイド
４２：ベース
４２１：１のステータ
４２２：２のステータ
４４１：１のコイル
４４２：２のコイル
５０：ロータ
５１：ロータ本体
５２：１の永久磁石
５３：２の永久磁石
５７：第１のセレクト位置規制手段
５８：第２のセレクト位置規制手段
６：シフトアクチュエータ
６１：ケーシング
６３：キャップ
６５：磁石可動体
６６、６７：コイル
６８：ボビン
６９：スリーブ
６ａ：シフトアクチュエータ（他の実施形態）
６５ａ：磁石可動体
６５０ａ：中間ヨーク
６５２ａ、６５３ａ：永久磁石
６５４ａ、６５５ａ：可動ヨーク
【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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