(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において、
該シフトレバーに連結した作動部材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を具備し、
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、それぞれケーシングと、該ケーシング内に配設された固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された可動鉄心と、該可動鉄心に装着され該作動部材と係合するプランジャと、該固定鉄心および該可動鉄心とケーシングとの間に配設された電磁コイルとからなり、
該固定鉄心と該可動鉄心の互いに対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方に該段状の凸部に対応する段状の凹部が形成されており、該凸部のエッジ部と該凹部のエッジ部とが最接近する位置を該同期装置の同期位置に対応するように構成した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。
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。
【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、電磁ソレノイドを利用して、耐久性に優れ、かつ、作動速度が速い変速機のシフトアクチュエータを構成し、さらに、そのシフトアクチュエータを、変速機の同期装置を操作するうえで好適な操作力特性が得られるとともに、電磁ソレノイドの小型化が可能なものとすることにある。
【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、
「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において、
該シフトレバーに連結した作動部材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を具備し、
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、それぞれケーシングと、該ケーシング内に配設された固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された可動鉄心と、該可動鉄心に装着され該作動部材と係合するプランジャと、該固定鉄心および該可動鉄心とケーシングとの間に配設された電磁コイルとからなり、
該固定鉄心と該可動鉄心の互いに対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方に該段状の凸部に対応する段状の凹部が形成されており、該凸部のエッジ部と該凹部のエッジ部とが最接近する位置を該同期装置の同期位置に対応するように構成した」
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。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された変速機の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。
【０００７】
図１は本発明のシフトアクチュエータが適用される変速操作装置の基本的な構成を示す断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、また、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図であって、２個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータを参考例として示すものである。
図示の変速操作装置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。
【０００８】
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１および図２において右端面がＮ極に着磁され、図１および図２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１および図２において右側）の可動ヨーク３６２の図１および図２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１および図２において左側）の可動ヨーク３６３の図１および図２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。
【０００９】
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４を参照して説明する。
この変速操作装置のセレクトアクチュエータ３においては、図４の（ａ）および図４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３６０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４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４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２の（ｂ）で示すように図４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２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。
【００１０】
この変速操作装置の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１および図２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１および図２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。
【００１１】
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１および図２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４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１および図２において右方に移動し、シフトスリーブ３５の図１および図２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４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１および図２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。
【００１２】
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１および図２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１および図２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。
【００１３】
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１および図２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４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１および図２において左方に移動し、シフトスリーブ３５の図１および図２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４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１および図２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、図示の変速操作装置においては第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。
【００１４】
図示の変速操作装置は、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２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（３ａ、３ｂ）のコイル４０、４１（４０ａ、４０ｂ）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。
【００１５】
また、図示の変速操作装置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。
【００１６】
次に、参考例として示す２個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータについて、主に図３を参照して説明する。
図３に示す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に連結した作動部材として機能し、図１および図２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。
【００１７】
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、ケーシング６１と、該ケーシング６１内に配設された磁性材からなる固定鉄心６２と、該固定鉄心６２の中心部に形成された貫通穴６２１を挿通して配設されたステンレス鋼等の非磁性材からなるプランジャ６３と、該プランジャ６３に装着され固定鉄心６２に対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心６４と、該可動鉄心６４および上記固定鉄心６２とケーシング６１との間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン６５に捲回された電磁コイル６６とからなっている。こ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６６に通電されると、可動鉄心６４が固定鉄心６２に吸引される。この結果、可動鉄心６４を装着したプランジャ６３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。
【００１８】
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、ケーシング７１と、該ケーシング７１内に配設された磁性材からなる固定鉄心７２と、該固定鉄心７２の中心部に形成された貫通穴７２１を挿通して配設されたステンレス鋼等の非磁性材からなるプランジャ７３と、該プランジャ７３に装着され固定鉄心７２に対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心７４と、該可動鉄心７４および上記固定鉄心７２とケーシング７１との間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン７５に捲回された電磁コイル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、電磁コイル７６に通電されると、可動鉄心７４が固定鉄心７２に吸引される。この結果、可動鉄心７４を装着したプランジャ７３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が他方向にシフト作動せしめられる。
【００１９】
以上のように、２個の電磁ソレノイドを用いたシフトアクチュエータ５は、シフトレバー３４に連結した作動レバー５０（作動部材）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からなり、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、かつ、作動速度が速くすることができる。
【００２０】
次に、２個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータの別形態を示す第２の参考例について、図５を参照して説明する。なお、図５において上記図１乃至図３に示す参考例における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
上記図１乃至図３に示す参考例におけるシフトアクチュエータ５はプッシュ式のアクチュエータを示したが、図５に示す第２の参考例におけるシフトアクチュエータ５ａはプル式のアクチュエータとしたものである。即ち、第２の参考例におけるシフトアクチュエータ５ａは、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６ａと第２の電磁ソレノイド７ａを具備している。第１の電磁ソレノイド６ａは、ケーシング６１ａと、該ケーシング６１ａ内に配設された磁性材からなる固定鉄心６２ａと、該固定鉄心６２ａに対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心６４ａと、該可動鉄心６４ａおよび上記固定鉄心６２ａとケーシング６１ａとの間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン６５ａに捲回された電磁コイル６６ａと、該ボビン６５ａの内側に配設され可動鉄心６４ａの移動を案内する適宜の合成樹脂等からなる筒状のスライドガイド６７ａとを具備している。また、第２の電磁ソレノイド７ａは、上記第１の電磁ソレノイド６ａと対向して配設されている。第２の電磁ソレノイド７ａも第１の電磁ソレノイド６ａと同様に、ケーシング７１ａと、該ケーシング７１ａ内に配設された磁性材からなる固定鉄心７２ａと、該固定鉄心７２ａに対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心７４ａと、該可動鉄心７４ａおよび上記固定鉄心７２ａとケーシング７１ａとの間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン７５ａに捲回された電磁コイル７６ａと、該ボビン７５ａの内側に配設され可動鉄心７４ａの移動を案内する適宜の合成樹脂等からなる筒状のスライドガイド７７ａとを具備している。そして、第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａは、第１の電磁ソレノイド６ａの可動鉄心６４ａと第２の電磁ソレノイド７ａの可動鉄心７４ａとが一本のプランジャ７８ａによって連結されている。このプランジャ７８ａの中央部には切欠溝７８１ａが形成されており、該切欠溝７８１ａに上記作動レバー５０の先端部が係合するようになっている。
【００２１】
第２の参考例におけるシフトアクチュエータ５ａは以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
第２の電磁ソレノイド７ａの電磁コイル７６ａに通電されると、可動鉄心７４ａが固定鉄心７２ａに吸引される。この結果、可動鉄心７４ａに連結されたプランジャ７８ａが図５において左方に移動し、プランジャ７８ａの中央部に形成された切欠溝７８１ａに先端部が嵌合している作動レバー５０を介してコントロールシャフト３２が時計方向に回動せしめられる。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。また、第１の電磁ソレノイド６ａの電磁コイル６６ａに通電されると、可動鉄心６４ａが固定鉄心６２ａに吸引される。この結果、可動鉄心６４ａに連結されたプランジャ７８ａが図５において右方に移動し、プランジャ７８ａの中央部に形成された切欠溝７８１ａに先端部が嵌合している作動レバー５０を介してコントロールシャフト３２が反時計方向に回動せしめられる。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。
【００２２】
次に、本発明によって構成されたシフトアクチュエータの第１の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、図６において上記図１乃至図３に示す参考例における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図６に示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｂも上記参考例と同様に、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を作動せしめる第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂを具備している。第１の実施形態における第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂと上記第１の実施形態における第１の電磁ソレノイド６および第２の電磁ソレノイド７との相違は、それぞれ固定鉄心と可動鉄心の互いに対向する端面の形状が異なる点である。即ち、第１の実施形態における第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂの特徴は、それぞれ可動鉄心６４ｂおよび７４ｂと対向する固定鉄心６２ｂおよび７２ｂの端面中央部に段状の凸部６２１ｂおよび７２１ｂが形成され、固定鉄心６２ｂおよび７２ｂと対向する可動鉄心６４ｂおよび７４ｂの端面中央部に上記凸部６２１ｂおよび７２１ｂに対応する段状の凹部６４１ｂおよび７４１ｂが形成されている点である。そして、固定鉄心６２ｂおよび７２ｂの凸部６２１ｂおよび７２１ｂのエッジ部６２２ｂおよび７２２ｂと可動鉄心６４ｂおよび７４ｂの凹部６４１ｂおよび７４１ｂのエッジ部６４２ｂおよび７４２ｂが最接近する位置を、後述するように同期装置の同期位置に対応するように構成している。なお、図６に示す実施形態においては、固定鉄心６２ｂおよび７２ｂに段状の凸部６２１ｂおよび７２１ｂを形成し、可動鉄心６４ｂおよび７４ｂに段状の凹部６４１ｂおよび７４１ｂを形成した例を示したが、段状の凸部を可動鉄心６４ｂおよび７４ｂに形成し段状の凹部を固定鉄心６２ｂおよび７２ｂに形成してもよい。
【００２３】
第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｂは以上のように構成されており、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７、図８および図１０を参照して説明する。
図７は第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂの作動状態を示すもので、図７の（ａ）は同期装置をニュートラル位置に作動した状態、図７の（ｂ）は第１の電磁ソレノイド６ｂによって同期装置を同期位置に作動した状態、図７の（ｃ）は第１の電磁ソレノイド６ｂによって同期装置のギヤイン位置に作動した状態、図７の（ｄ）は第２の電磁ソレノイド７ｂによって同期装置の同期位置に作動した状態、図７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８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８の（ａ）はニュートラル状態、図８の（ｂ）は第１の電磁ソレノイド６ｂを作動したときの同期状態、図８の（ｃ）は第１の電磁ソレノイド６ｂを作動したときのギヤイン状態、図８の（ｄ）は第２の電磁ソレノイド７ｂを作動したときの同期状態、図８の（ｅ）は第２の電磁ソレノイド７ｂを作動したときのギヤイン状態を示すものである。
【００２４】
図１０は第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂのプランジャ６３および７３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６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７の（ｃ）に示す状態のギヤイン位置である。図１０の（ａ）は第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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６ｂを付勢して図７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６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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７ｂを付勢して図７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。
【００２５】
先ず、図１０の（ａ）に基づいて第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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６ｂを付勢して図７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７の（ｅ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図８の（ｅ）で示すギヤイン状態）から第１の電磁ソレノイド６ｂの電磁コイル６６に通電すると、可動鉄心６４ｂが固定鉄心６２ｂに吸引されてプランジャ６３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）では可動鉄心６４ｂと固定鉄心６２ｂとの間隔が大きいため推力は小さい。そして、可動鉄心６４ｂが固定鉄心６２ｂに向けて移動するに従って推力が上昇し、図１０の（ａ）においてＰ０で示すニュートラル位置、即ち図７の（ａ）に示すニュートラル状態（同期装置においては図８の（ａ）で示すニュートラル状態）を過ぎるころから可動鉄心６４ｂの凹部６４１ｂのエッジ部６４２ｂと固定鉄心６２ｂの凸部６２１ｂのエッジ部６２２ｂとが接近して、図１０の（ａ）においてＰＬ１で示す同期位置、即ち図７の（ｂ）に示す同期状態（同期装置においては図８の（ｂ）で示す同期状態）で上記両エッジ部が最接近する。図７の（ｂ）に示す同期状態では上記両エッジ部における磁束密度が高くなるので推力が大きくなる。図１０の（ａ）においてＰＬ１で示す同期位置を過ぎると可動鉄心６４ｂの凹部６２１ｂと固定鉄心６２ｂの凸部６４１ｂとが嵌合する状態となるので、該嵌合部においては磁束が径方向に作用するため推力が低下する。そして、可動鉄心６４ｂが固定鉄心６２ｂに更に近づくと推力が急激に上昇し図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）、即ち図７の（ｃ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図８の（ｃ）で示すギヤイン状態）に達する。
【００２６】
次に、図１０の（ｂ）に基づいて第１の電磁ソレノイド６ｂおよび第２の電磁ソレノイド７ｂが図７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７ｂを付勢して図７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７の（ｃ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図８の（ｃ）で示すギヤイン状態）から第２の電磁ソレノイド７ｂの電磁コイル７６に通電すると、可動鉄心７４ｂが固定鉄心７２ｂに吸引されてプランジャ７３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）では可動鉄心７４ｂと固定鉄心７２ｂとの間隔が大きいため推力は小さい。そして、可動鉄心７４ｂが固定鉄心７２ｂに向けて移動するに従って推力が上昇し、図１０の（ｂ）においてＰ０で示すニュートラル位置、即ち図７の（ａ）に示すニュートラル状態（同期装置においては図８の（ａ）で示すニュートラル状態）を過ぎるころから可動鉄心７４ｂの凹部７４１ｂのエッジ部７４２ｂと固定鉄心７２ｂの凸部７２１ｂのエッジ部７２２ｂとが接近して、図１０の（ｂ）においてＰＲ１で示す同期位置、即ち図７の（ｄ）に示す同期状態（同期装置においては図８の（ｄ）で示す同期状態）で上記両エッジ部が最接近する。図７の（ｄ）に示す同期状態では上記両エッジ部における磁束密度が高くなるので推力が大きくなる。図１０の（ｂ）においてＰＲ１で示す同期位置を過ぎると可動鉄心７４ｂの凹部７２１ｂと固定鉄心７２ｂの凸部７４１ｂとが嵌合する状態となるので、該嵌合部においては磁束が径方向に作用するため推力が低下する。そして、可動鉄心７４ｂが固定鉄心７２ｂに更に近づくと推力が急激に上昇し図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）、即ち図７の（ｅ）に示すギヤイン状態（同期装置においては図８の（ｅ）で示すギヤイン状態）に達する。
【００２７】
以上のように、第１の電磁ソレノイド６ｂと第２の電磁ソレノイド７ｂ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５ｂは、推力が同期装置の同期位置（ＰＬ１、ＰＲ１）で一旦盛り上が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参考例におけるシフトアクチュエータ５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５ｂ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５ｂ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、参考例におけるシフトアクチュエータ５による同期位置（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５ｂと同等にするためには、参考例におけるシフトアクチュエータ５の電磁ソレノイドを大きくしなければならず、第１の実施形態のシフトアクチュエータ５ｂを適用することにより電磁ソレノイドを小型化することができる。また、第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｂは、ストロークエンドでは上記参考例におけるシフトアクチュエータ５に比して推力が小さいので、ストロークエンドでの衝撃を低減される。なお、図６で示す第１の実施形態においては参考例に対応するプッシュ式のアクチュエータに本発明を適用した例を示したが、第２の参考例におけるプル式のアクチュエータを本発明に適用しても同様の作用効果が得られる。
【００２８】
次に、本発明によって構成されたシフトアクチュエータの第２の実施形態について、図９を参照して説明する。なお、図９において上記図６に示す第１の実施形態における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｃは、第１の電磁ソレノイド６ｃおよび第２の電磁ソレノイド７ｃを構成する固定鉄心６２ｃおよび７２ｃの端面中央部に形成された段状の凸部６２１ｃおよび７２１ｃと、固定鉄心６２ｃおよび７２ｃの端面中央部に形成された上記凸部６２１ｃおよび７２１ｃに対応する段状の凹部６４１ｃおよび７４１ｃの形状が、上記図６に示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｂにおける段状の凸部６２１ｂおよび７２１ａと段状の凹部６４１ｂおよび７４１ｂの形状と異なる。即ち、第１の実施形態における凸部６２１ｂおよび７２１ｂの外周面と凹部６４１ｂおよび７４１ｂの内周面は全長に渡って同一径であるが、図９に示す第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｃの上記凸部６２１ｃおよび７２１ｃの外周面と凹部６４１ｃおよび７４１ｃの内周面はテーパ状に形成されている。このように構成されたシフトアクチュエータ５ｃの推力特性は、図１０の（ａ）および図１０の（ｂ）において１点鎖線で示すように実線で示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ｂの推力特性と、破線で示す参考例におけるシフトアクチュエータ５の推力特性との中間の特性となる。そして、上記凸部６２１ｃ、７２１ｃの外周面および凹部６４１ｃ、７４１ｃの内周面のテーパ角度は小さければ実線に近づく推力特性となり、テーパ角度は大きくなれば破線に近づく推力特性となる。
【００２９】
以上、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。
【００３０】
【発明の効果】
本発明による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。
【００３１】
即ち、本発明によれば、シフトレバーに連結した作動部材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、かつ、作動速度を速くすることができる。さらに、第１の電磁ソレノイドと第２の電磁ソレノイドにおける固定鉄心及び可動鉄心には、対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方にその凸部に対応する段状の凹部が形成されており、凸部のエッジ部と凹部のエッジ部とが最接近する位置を同期装置の同期位置に対応するように構成されている。そのため、同期装置を操作する電磁ソレノイドの推力が同期位置で一旦盛り上がる特性となり、同期装置の操作上好適な推力特性が得られるとともに、電磁ソレノイドの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のシフトアクチュエータが適用される変速操作装置の基本的な構成を示す断面図。
【図２】  図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】  ２個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータを参考例として示す、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】  ２個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータの第２の参考例を示す断面図。
【図６】  本発明に従って構成されたシフトアクチュエータの第１の実施形態を示す断面図。
【図７】  図６に示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータの各作動状態を示す説明図。
【図８】  図６に示す第１の実施形態における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９】  本発明に従って構成された変速アクチュエータの第２の実施形態を示す断面図。
【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。
【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
３３ａ、３３ｂ：軸受
３４：シフトレバー
３５：シフトスリーブ
３６：磁石可動体
３６１：永久磁石
３６２、３６３：可動ヨーク
３９：固定ヨーク
４０、４１：コイル
４２：ボビン
４７：第１のセレクト位置規制手段
４８：第２のセレクト位置規制手段
５：シフトアクチュエータ（参考例）
５ａ：シフトアクチュエータ（第２の参考例）
５ｂ：シフトアクチュエータ（第１の実施形態）
５ｃ：シフトアクチュエータ（第２の実施形態）
５０：作動レバー
６、６ａ、６ｂ、６ｃ：第１の電磁ソレノイド
６１、６１ａ：ケーシング
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ：固定鉄心
６３：プランジャ
６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ：可動鉄心
６６、６６ａ：電磁コイル
７、７ａ、７ｂ、７ｃ：第２の電磁ソレノイド
６１、７１ａ：ケーシング
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ：固定鉄心
７３：プランジャ
７４、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ：可動鉄心
７６、７６ａ：電磁コイル
７８：プランジャ
８：セレクト位置検出センサ
９：シフトストローク位置検出センサ
１１：同期装置のクラッチスリーブのスプライン
１２ａ、１２ｂ：同期装置のシンクロナイザーリング
１３ａ、１３ｂ：同期装置のドッグ歯
【図１】
0004228543.tif 000002
【図２】
0004228543.tif 000003
【図３】
0004228543.tif 000004
【図４】
0004228543.tif 000005
【図５】
0004228543.tif 000006
【図６】
0004228543.tif 000007
【図７】
0004228543.tif 000008
【図８】
0004228543.tif 000009
【図９】
0004228543.tif 000010
【図１０】
0004228543.tif 000011