JP3893957B2 - 変速操作装置 - Google Patents
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Description
【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。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。
【０００３】
そこで、本出願人は、耐久性に優れ、かつ、作動速度が速いセレクトアクチュエータを備えた変速操作装置を、特願２００１−０１３１６２として提案した。この変速操作装置は、セレクトアクチュエータがケーシングと、該ケーシング内に回転可能に配設され該シフトアクチュエータによってシフト方向に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配設され該シフトレバーと一体的に構成されたシフトレバー支持部材としての筒状のシフトスリーブと、該シフトスリーブの外周面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配設された一対のコイルとによって構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述したセレクトアクチュエータはストロークエンド付近において推力が低下する特性を有しており、従って、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合には、一対のコイルの軸方向長さを長くしなければならず、全体の軸方向長さが長くなる。
【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、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保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、上記主たる技術的課題を解決するために、
変速機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を有する変速操作装置であって、
該セレクトアクチュエータは、ケーシングと、該ケーシング内に軸方向に摺動可能に配設され該シフトレバーを支持するシフトレバー支持部材と、該シフトレバー支持部材をセレクト方向である軸方向に作動せしめる第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータとを具備し、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータは、該シフトレバー支持部材の外周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配設された一対のコイルとをそれぞれ具備するとともに、該セレクトアクチュエータには、該コイルに供給する電力量に対応して該シフトレバー支持部材に発生する推力に応じて該シフトレバー支持部材の作動位置を、両端の作動位置及び少なくとも１個の中間の作動位置に規制するセレクト位置規制手段が備えられており、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータの該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材に支持された該シフトレバーが中立位置に位置する状態において、該一対のコイルの中間位置から偏倚して設定されている、
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【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２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７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２個のケーシング３１ａ、３１ｂを具備している。左側のケーシング３１ａは、両端が開放されており、中央部の下部には開口３１１ａが形成されている。右側のケーシング３１ｂは、両端が開放されており、下部には下方の突出して形成されたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂを備えている。このシフトアクチュエータ取付部３１１ｂは、右側のケーシング３１ｂの一端側側方（図１および図２において右方）の下方に配置されており、ケーシングの軸方向に対して直角方向に開口３１２ｂが形成されている。また、シフトアクチュエータ取付部３１１ｂには、開口３１２ｂとケーシング３１ｂ内とを連通する空間３１３ｂが設けられている。
【００１０】
上記のように構成された２個のケーシング３１ａ、３１ｂ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構成され、摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブシュ３３１、３３２、３３３によって軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持されている。コントロールシャフト３２には、中央部の外周面に外歯スプライン３２１が形成されている。なお、コントロールシャフト３２は、ケーシング３１ａの左端およびケーシング３１ｂの右端からそれぞれ突出して配設されている。このように構成されたコントロールシャフト３２には、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、筒状の装着部３４１と該装着部３４１から径方向に突出して形成されたレバー部３４２とからなっており、装着部３４１がコントロールシャフト３２にスプライン嵌合されている。このようにコントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は、その両側においてコントロールシャフト３２に装着されたスナップリング３６１、３６２によって軸方向の移動が規制されている。このためシフトレバー３４は、コントロールシャフト３２と一体的に作動する。従って、コントロールシャフト３２は、ケーシング内に軸方向に摺動可能で且つ回動可能に配設されシフトレバーを支持するシフトレバー支持部材ととして機能する。なお、シフトレバー３４のレバー部３４２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３１１ａを挿通して配設されている。シフトレバー３４を構成するレバー部３４２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】
上記コントロールシャフト３２には、上記軸受ブシュ３３１と３３２との間において後述するシフトアクチュエータ７を構成する作動レバー７０の基部が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。なお、作動レバー７０は、上記右側のケーシング３１ｂに設けられたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂに形成された空間３１３ｂに配設され、その先端（下端）が上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂに形成された開口３１２ｂの中心部に達している。
【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、左側のケーシング３１ａと右側のケーシング３１ｂとからなるケーシングの両側にそれぞれシフトレバー支持部材としての上記コントロールシャフト３２に沿って配設された一対のアクチュエータとしての第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂを具備している。第１のアクチュエータ６ａは、ケーシング６１と、該ケーシング６１の中心部に軸方向に摺動可能で且つ回動可能に配設された上記コントロールシャフト３２の外周面に配設された磁石可動体６２と、該磁石可動体６２を包囲してケーシング６１の内側に配設された筒状の固定ヨーク６３と、該固定ヨーク６３の内側に軸方向に併設された一対のコイル６４、６５とを具備している。ケーシング６１は、図示の実施形態においてはステンレス鋼やアルミニウム合金等の非磁性材によって円筒状に形成されており、右側のケーシング３１ｂと結合される。
【００１３】
磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２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６２１と、該永久磁石６２１の軸方向外側に配設された一対の可動ヨーク６２２、６２３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６２１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６２２、６２３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６２は、その両側においてそれぞれコントロールシャフト３２に装着されたスナップリング６２４、６２５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。
【００１４】
上記固定ヨーク６３は、磁性材によって筒状に形成されており、上記ケーシング６１の内周面に装着されている。固定ヨーク６３の内側には、一対のコイル６４、６５が配設されている。この一対のコイル６４、６５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６３の内周に沿って装着されたボビン６６に捲回されている。一対のコイル６４、６５は、図示しない電源回路に接続するようになっている。
【００１５】
上記ケーシング６１の右端壁６１０には、その中心部に上記コントロールシャフト３２が挿通する穴６１１が設けられている。この穴６１１を挿通して配設されるコントロールシャフト３２は、穴６１１の内周面によって軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持される。
【００１６】
次に、第２のアクチュエータ６ｂについて説明する。
なお、第２のアクチュエータ６ｂは上記第１のアクチュエータ６ａと実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。第２のアクチュエータ６ｂを構成するケーシング６１は、左側のケーシング３１ａと結合される。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂは互いに対向して配設されているので、各構成部材は対称関係となる。
【００１７】
ここで、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを構成する上記磁石可動体６２と一対のコイル６４、６５との関係について説明する。
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの中立位置は、シフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）と偏倚して設定されている。図示の実施形態においては、第１のアクチュエータ６ａの磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）にある状態において、一対のコイル６４、６５の中間位置である中立位置から図１および図２に右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して設定されている。一方、第２のアクチュエータ６ｂの磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）にある状態において、一対のコイル６４、６５の中間位置である中立位置から図１および図２に左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して設定されている。
【００１８】
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂ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４および図５を参照して説明する。
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂは、それぞれコントロールシャフト３２に配設された磁石可動体６２と固定ヨーク６３および一対のコイル６４、６５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。
【００１９】
第１のアクチュエータ６ａには、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように永久磁石６２１のＮ極、一方の可動ヨーク６２２、一方のコイル６４、固定ヨーク６３、他方のコイル６５、他方の可動側ヨーク６２３、永久磁石６２１のＳ極を通る磁気回路６２０が形成される。
コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が中立位置（ニュートラル）にある図４の（ａ）で示す状態において、一対のコイル６４、６５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２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６４、６５に図４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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２には図４の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。上記磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力の大きさは、一対のコイル６４、６５に供給する電力量によって決まる。
【００２０】
一方、第２のアクチュエータ６ｂには、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように永久磁石６２１のＮ極、一方の可動ヨーク６２２、一方のコイル６４、固定ヨーク６３、他方のコイル６５、他方の可動側ヨーク６２３、永久磁石６２１のＳ極を通る磁気回路６２０が形成される。
コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が中立位置（ニュートラル）にある図５の（ａ）で示す状態において、一対のコイル６４、６５に図５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２には図５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６４、６５に図５の（ｂ）で示すように図５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２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。上記磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力の大きさは、一対のコイル６４、６５に供給する電力量によって決まる。
【００２１】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを構成する磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生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５１および第２のセレクト位置規制手段５２を具備している。
第１のセレクト位置規制手段５１は、シフトレバー３４の装着部３４１の右側に配設されている。この第１のセレクト位置規制手段５１は、コントロールシャフト３２に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング５１１と、該移動リング５１１の右方に配設され上記軸受ブシュ３３２との間に配設された筒状のスペーサ３７によって図１および図２において右方への移動が規制された環状のストッパー５１２と、移動リング５１１とシフトレバー３４の装着部３４１との間に配設された第１の圧縮コイルばね５１３と、移動リング５１１とストッパー５１２との間に配設された第２の圧縮コイルばね５１４と、左側のケーシング３１ａの内周に装着され、移動リング５１１の図示の位置から左方即ちシフトレバー３４側への移動を規制するスナップリング５１５によって構成されている。なお、第２の圧縮コイルばね５１４のばね力は第１の圧縮コイルばね５１３のばね力より大きく設定されている。
【００２２】
第１のセレクト位置規制手段５１は以上のように構成されており、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に供給する電力に対応して磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２の作動位置を次のように規制する。即ち、図１および図２に示す状態から上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図４の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２が第１の圧縮コイルばね５１３のバネ力に抗して図１および図２において右方に移動し、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接して位置規制される。そして、シフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接した状態においては、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力より第２の圧縮コイルばね５１４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５１１に当接したシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５１１がスナップリング５１５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に位置付けられる。次に、上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図４の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力が第２の圧縮コイルばね５１４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、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５１１と当接した後に第２の圧縮コイルばね５１４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５１１がストッパ５１２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に位置付けられる。
【００２３】
次に、上記第２のセレクト位置規制手段５２について説明する。
第２のセレクト位置規制手段５２は、シフトレバー３４の装着部３４１の左側に配設されている。この第２のセレクト位置規制手段５２は、コントロールシャフト３２に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング５２１と、該移動リング５１１の左方に配設され上記軸受ブシュ３３３によって図１および図２において左方への移動が規制された環状のストッパー５２２と、移動リング５２１とシフトレバー３４の装着部３４１との間に配設された第１の圧縮コイルばね５２３と、移動リング５２１とストッパー５２２との間に配設された第２の圧縮コイルばね５２４と、左側のケーシング３１ａの内周に装着され、移動リング５１１の図示の位置から右方即ちシフトレバー３４側への移動を規制するスナップリング５２５によって構成されている。なお、第２の圧縮コイルばね５２４のばね力は第１の圧縮コイルばね５２３のばね力より大きく設定されている。
【００２４】
第２のセレクト位置規制手段５２は以上のように構成されており、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に供給する電力に対応して磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２の作動位置を次のように規制する。即ち、図１および図２に示す状態から上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図４の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２が第１の圧縮コイルばね５１３のバネ力に抗して図１および図２において左方に移動し、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接して位置規制される。そして、シフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接した状態においては、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力より第２の圧縮コイルばね５２４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５２１に当接したシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５２１がスナップリング５２５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に位置付けられる。次に、上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図４の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力が第２の圧縮コイルばね５２４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、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５２１と当接した後に第２の圧縮コイルばね５２４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５２１がストッパ５２２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に位置付けられる。
【００２５】
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５１および第２のセレクト位置規制手段５２を設けたので、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５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。
【００２６】
ここで、上記第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの推力特性について、図６を参照して説明する。
図６において、横軸はセレクトストローク、縦軸は推力を示している。図６のセレクトストロークにおいて、Ｎはシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）、ＳＰ１は上述した第１のセレクト位置、ＳＰ２は上述した第２のセレクト位置、ＳＰ３は上述した第３のセレクト位置、ＳＰ４は第４のセレクト位置である。図６において、曲線Ｆ１は第１のアクチュエータ６ａの推力特性、曲線Ｆ２は第２のアクチュエータ６ｂの推力特性を示すものである。また、図６において曲線Ｆ３は第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂと同一容量のアクチュエータを１個使用した場合の推力特性を示すもので、アクチュエータが１個の場合はシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎから左右に同一の推力が得られるようにアクチュエータの中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎと一致させることになる。曲線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３から明らかなようにアクチュエータの推力は、中立位置で最も大きく、ストロークエンドに行くに従って２次曲線的に低下する。
【００２７】
図６において曲線Ｆ３で示すように、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂと同一容量のアクチュエータを１個使用した場合には、第１のセレクト位置ＳＰ１から第４のセレクト位置ＳＰ４までのセレクトストローク範囲を所定の推力ＦＰ以上の推力をもってカバーすることができない。
第１のアクチュエータ６ａは、上述したように磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第１のセレクト位置ＳＰ１と第２のセレクト位置ＳＰ２との間に設定されているので、第１のセレクト位置ＳＰ１でも所定の推力ＦＰより大きい推力が得られる。そして、第１のアクチュエータ６ａは、シフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎより第３のセレクト位置ＳＰ３側の所定位置Ｐ１まで推力が得られるように設定されている。
また、第２のアクチュエータ６ｂは、上述したように磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第３のセレクト位置ＳＰ３と第４のセレクト位置ＳＰ４との間に設定されているので、第４のセレクト位置ＳＰ４でも所定の推力ＦＰ大きい推力が得られる。そして、第２のアクチュエータ６ｂは、シフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎより第２のセレクト位置ＳＰ２側の所定位置Ｐ２まで推力が得られるように設定されている。
なお、シフトレバー３４を中立位置から第１のセレクト位置ＳＰ１および第２のセレクト位置ＳＰ２側へ作動する場合には、第２のアクチュエータ６ｂの推力が零（０）となるストローク位置Ｐ２に達したら第２のアクチュエータ６ｂへの通電を停止する。一方、シフトレバー３４を中立位置から第４のセレクト位置ＳＰ４および第３のセレクト位置ＳＰ３側へ作動する場合には、第１のアクチュエータ６ａの推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１に達したら第１のアクチュエータ６ａへの通電を停止する。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの推力が重複するストローク位置Ｐ１とＰ２の間は合成合成推力Ｆ４となる。
【００２８】
次に、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの作動制御の他の実施形態について、図７を参照して説明する。
上述したように第１のアクチュエータ６ａは磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して構成されているので、第３のセレクト位置ＳＰ３および第４のセレクト位置ＳＰ４側に作動する場合、推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１を越える（磁石可動体６２がコイル６５から抜け出した状態）と図７において破線Ｆ１１で示すように逆推力が発生する。従って、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５にこれまでの電流方向と逆方向の電流を流すと、第１のアクチュエータ６ａは図７において破線Ｆ１２で示すように推力が発生する。一方、第２のアクチュエータ６ｂは磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第３のセレクト位置ＳＰ３と第４のセレクト位置ＳＰ４との間に設定されているので、第２のセレクト位置ＳＰ２および第１のセレクト位置ＳＰ１側に作動する場合、推力が零（０）となるストローク位置Ｐ２を越える（磁石可動体６２がコイル６５から抜け出した状態）と図７において破線Ｆ２１で示すように逆推力が発生する。従って、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５にこれまでの電流方向と逆方向の電流を流すと、第２のアクチュエータ６ｂは図７において破線Ｆ２２で示すように推力が発生する。上記の点を考慮して、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に流す電流を、それぞれ推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１およびＰ２に達したらこれまでと逆方向にすることにより、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂによる合成推力は図７においてＦ５（Ｆ１＋Ｆ２２）およびＦ６（Ｆ２＋Ｆ１２）で示す推力が得られる。即ち、ストロークエンド付近（第１のセレクト位置ＳＰ１および第１のセレクト位置ＳＰ４）において大きな推力が得られる。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの推力が重複するストローク位置Ｐ１とＰ２の間は合成合成推力Ｆ４となる。
【００２９】
上述したように、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを用いることにより、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保することができる。また、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂは上記のようにセレクトストロークエンド（第１のセレクト位置ＳＰ１および第４のセレクト位置ＳＰ４）で大きい推力が得られるように設定されているので、セレクトストロークエンドでばね反力が最大となる上記第１のセレクト位置規制手段５１および第２のセレクト位置規制手段５２を備えた場合でも、十分に推力が確保できる。
【００３０】
次に、シフトアクチュエータ７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７は、上記コントロールシャフト３２に装着された作動レバー７０と、該作動レバー７０を作動せしめる第１の電磁ソレノイド７ａと第２の電磁ソレノイド７ｂを具備している。この第１の電磁ソレノイド７ａと第２の電磁ソレノイド７ｂは、上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂの両側面に互いに対向して配設されている。
【００３１】
次に、第１の電磁ソレノイド７ａについて説明する。
第１の電磁ソレノイド７ａは、筒状のケース７１と、該ケース４７内に配設された電磁コイル７２と、該電磁コイル７２内に配設された固定鉄心７３と、該固定鉄心７３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７４と、該可動鉄心７４に装着された作動ロッド７５と、上記筒状のケース７１の一端（図３において右端）に取り付けられたカバー７６を具備している。上記電磁コイル７２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン７７に捲回されケース７１の内周に沿って配設されている。上記固定鉄心７３は、磁性材によって形成され、他端（図３において左端）にはフランジ部７３１が設けられており、このフランジ部７３１を介してケース７１の他端側（図３において左端側）に装着されている。上記可動鉄心７４は、磁性材によって形成され、固定鉄心７３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７５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３において右端部）に小径部７５１が設けられている。このように構成された作動ロッド７５は、小径部７５１を上記可動鉄心７４の中央部に形成された穴７４１に挿通し、一端をカシメることにより可動鉄心７４に装着する。このように構成された第１の電磁ソレノイド７ａは、上記右側のケーシング３１ｂに設けられたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂの一側面にケース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７０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３１１ｂの一側面に装着された第１の電磁ソレノイド７ａ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７０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、作動レバー７０を装着したコントロールシャフト３２が回動するので、該コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４が第１の方向にシフト作動せしめられる。
【００３２】
次に、第２の電磁ソレノイド７ｂについて説明する。
なお、第２の電磁ソレノイド７ｂは上記第１の電磁ソレノイド６ａと実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
第２の電磁ソレノイド７ｂは、上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂの他側面にケース７１が取付けボルト７８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７０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３１１ｂの他側面に装着された第２の電磁ソレノイド７ｂ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において右方に移動し、その先端が上記作動レバー７０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、作動レバー７０を装着したコントロールシャフト３２が回動するので、該コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４が第２の方向にシフト作動せしめられる。
【００３３】
【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、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保することができる。
【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を示す断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図１に示す変速操作装置のセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータの作動状態を示す説明図。
【図５】図１に示す変速操作装置のセレクトアクチュエータを構成する第２のアクチュエータの作動状態を示す説明図。
【図６】図１に示す変速操作装置の構成するセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの作動制御の一実施形態における推力特性を示す説明図。
【図７】図１に示す変速操作装置の構成するセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの作動制御の他の実施形態における推力特性を示す説明図。
【符号の説明】
２：変速操作装置
３：セレクトアクチュエータ
３２：コントロールシャフト
３４：シフトレバー
５１：第１のセレクト位置規制手段
５１１：移動リング
５１２：ストッパー
５１３：第１の圧縮コイルばね
５１４：第２の圧縮コイルばね
５２：第２のセレクト位置規制手段
５２１：移動リング
５２２：ストッパー
５２３：第１の圧縮コイルばね
５２４：第２の圧縮コイルばね
６ａ：第１のアクチュエータ
６ｂ：第２のアクチュエータ
６１：ケーシング
６２：磁石可動体
６２１：永久磁石
６２２、６２３：可動ヨーク
６３：固定ヨーク
６４、６５：コイル
６６：ボビン
７：シフトアクチュエータ
７ａ：第１の電磁ソレノイド
７ｂ：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
７４：可動鉄心
７５：作動ロッド
７６：カバー
７７：ボビン
【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。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。
【０００３】
そこで、本出願人は、耐久性に優れ、かつ、作動速度が速いセレクトアクチュエータを備えた変速操作装置を、特願２００１−０１３１６２として提案した。この変速操作装置は、セレクトアクチュエータがケーシングと、該ケーシング内に回転可能に配設され該シフトアクチュエータによってシフト方向に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配設され該シフトレバーと一体的に構成されたシフトレバー支持部材としての筒状のシフトスリーブと、該シフトスリーブの外周面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配設された一対のコイルとによって構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上述したセレクトアクチュエータはストロークエンド付近において推力が低下する特性を有しており、従って、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合には、一対のコイルの軸方向長さを長くしなければならず、全体の軸方向長さが長くなる。
【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、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保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、上記主たる技術的課題を解決するために、
変速機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を有する変速操作装置であって、
該セレクトアクチュエータは、ケーシングと、該ケーシング内に軸方向に摺動可能に配設され該シフトレバーを支持するシフトレバー支持部材と、該シフトレバー支持部材をセレクト方向である軸方向に作動せしめる第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータとを具備し、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータは、該シフトレバー支持部材の外周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配設された一対のコイルとをそれぞれ具備するとともに、該セレクトアクチュエータには、該コイルに供給する電力量に対応して該シフトレバー支持部材に発生する推力に応じて該シフトレバー支持部材の作動位置を、両端の作動位置及び少なくとも１個の中間の作動位置に規制するセレクト位置規制手段が備えられており、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータの該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材に支持された該シフトレバーが中立位置に位置する状態において、該一対のコイルの中間位置から偏倚して設定されている、
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【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２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７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２個のケーシング３１ａ、３１ｂを具備している。左側のケーシング３１ａは、両端が開放されており、中央部の下部には開口３１１ａが形成されている。右側のケーシング３１ｂは、両端が開放されており、下部には下方の突出して形成されたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂを備えている。このシフトアクチュエータ取付部３１１ｂは、右側のケーシング３１ｂの一端側側方（図１および図２において右方）の下方に配置されており、ケーシングの軸方向に対して直角方向に開口３１２ｂが形成されている。また、シフトアクチュエータ取付部３１１ｂには、開口３１２ｂとケーシング３１ｂ内とを連通する空間３１３ｂが設けられている。
【００１０】
上記のように構成された２個のケーシング３１ａ、３１ｂ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構成され、摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブシュ３３１、３３２、３３３によって軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持されている。コントロールシャフト３２には、中央部の外周面に外歯スプライン３２１が形成されている。なお、コントロールシャフト３２は、ケーシング３１ａの左端およびケーシング３１ｂの右端からそれぞれ突出して配設されている。このように構成されたコントロールシャフト３２には、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、筒状の装着部３４１と該装着部３４１から径方向に突出して形成されたレバー部３４２とからなっており、装着部３４１がコントロールシャフト３２にスプライン嵌合されている。このようにコントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は、その両側においてコントロールシャフト３２に装着されたスナップリング３６１、３６２によって軸方向の移動が規制されている。このためシフトレバー３４は、コントロールシャフト３２と一体的に作動する。従って、コントロールシャフト３２は、ケーシング内に軸方向に摺動可能で且つ回動可能に配設されシフトレバーを支持するシフトレバー支持部材ととして機能する。なお、シフトレバー３４のレバー部３４２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３１１ａを挿通して配設されている。シフトレバー３４を構成するレバー部３４２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】
上記コントロールシャフト３２には、上記軸受ブシュ３３１と３３２との間において後述するシフトアクチュエータ７を構成する作動レバー７０の基部が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。なお、作動レバー７０は、上記右側のケーシング３１ｂに設けられたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂに形成された空間３１３ｂに配設され、その先端（下端）が上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂに形成された開口３１２ｂの中心部に達している。
【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、左側のケーシング３１ａと右側のケーシング３１ｂとからなるケーシングの両側にそれぞれシフトレバー支持部材としての上記コントロールシャフト３２に沿って配設された一対のアクチュエータとしての第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂを具備している。第１のアクチュエータ６ａは、ケーシング６１と、該ケーシング６１の中心部に軸方向に摺動可能で且つ回動可能に配設された上記コントロールシャフト３２の外周面に配設された磁石可動体６２と、該磁石可動体６２を包囲してケーシング６１の内側に配設された筒状の固定ヨーク６３と、該固定ヨーク６３の内側に軸方向に併設された一対のコイル６４、６５とを具備している。ケーシング６１は、図示の実施形態においてはステンレス鋼やアルミニウム合金等の非磁性材によって円筒状に形成されており、右側のケーシング３１ｂと結合される。
【００１３】
磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２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６２１と、該永久磁石６２１の軸方向外側に配設された一対の可動ヨーク６２２、６２３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６２１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６２２、６２３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６２は、その両側においてそれぞれコントロールシャフト３２に装着されたスナップリング６２４、６２５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。
【００１４】
上記固定ヨーク６３は、磁性材によって筒状に形成されており、上記ケーシング６１の内周面に装着されている。固定ヨーク６３の内側には、一対のコイル６４、６５が配設されている。この一対のコイル６４、６５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６３の内周に沿って装着されたボビン６６に捲回されている。一対のコイル６４、６５は、図示しない電源回路に接続するようになっている。
【００１５】
上記ケーシング６１の右端壁６１０には、その中心部に上記コントロールシャフト３２が挿通する穴６１１が設けられている。この穴６１１を挿通して配設されるコントロールシャフト３２は、穴６１１の内周面によって軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持される。
【００１６】
次に、第２のアクチュエータ６ｂについて説明する。
なお、第２のアクチュエータ６ｂは上記第１のアクチュエータ６ａと実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。第２のアクチュエータ６ｂを構成するケーシング６１は、左側のケーシング３１ａと結合される。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂは互いに対向して配設されているので、各構成部材は対称関係となる。
【００１７】
ここで、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを構成する上記磁石可動体６２と一対のコイル６４、６５との関係について説明する。
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの中立位置は、シフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）と偏倚して設定されている。図示の実施形態においては、第１のアクチュエータ６ａの磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）にある状態において、一対のコイル６４、６５の中間位置である中立位置から図１および図２に右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して設定されている。一方、第２のアクチュエータ６ｂの磁石可動体６２は、コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）にある状態において、一対のコイル６４、６５の中間位置である中立位置から図１および図２に左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して設定されている。
【００１８】
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂ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４および図５を参照して説明する。
第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂは、それぞれコントロールシャフト３２に配設された磁石可動体６２と固定ヨーク６３および一対のコイル６４、６５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。
【００１９】
第１のアクチュエータ６ａには、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように永久磁石６２１のＮ極、一方の可動ヨーク６２２、一方のコイル６４、固定ヨーク６３、他方のコイル６５、他方の可動側ヨーク６２３、永久磁石６２１のＳ極を通る磁気回路６２０が形成される。
コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が中立位置（ニュートラル）にある図４の（ａ）で示す状態において、一対のコイル６４、６５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２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６４、６５に図４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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２には図４の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。上記磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力の大きさは、一対のコイル６４、６５に供給する電力量によって決まる。
【００２０】
一方、第２のアクチュエータ６ｂには、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように永久磁石６２１のＮ極、一方の可動ヨーク６２２、一方のコイル６４、固定ヨーク６３、他方のコイル６５、他方の可動側ヨーク６２３、永久磁石６２１のＳ極を通る磁気回路６２０が形成される。
コントロールシャフト３２に支持されたシフトレバー３４が中立位置（ニュートラル）にある図５の（ａ）で示す状態において、一対のコイル６４、６５に図５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２には図５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６４、６５に図５の（ｂ）で示すように図５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、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２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。上記磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力の大きさは、一対のコイル６４、６５に供給する電力量によって決まる。
【００２１】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを構成する磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生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５１および第２のセレクト位置規制手段５２を具備している。
第１のセレクト位置規制手段５１は、シフトレバー３４の装着部３４１の右側に配設されている。この第１のセレクト位置規制手段５１は、コントロールシャフト３２に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング５１１と、該移動リング５１１の右方に配設され上記軸受ブシュ３３２との間に配設された筒状のスペーサ３７によって図１および図２において右方への移動が規制された環状のストッパー５１２と、移動リング５１１とシフトレバー３４の装着部３４１との間に配設された第１の圧縮コイルばね５１３と、移動リング５１１とストッパー５１２との間に配設された第２の圧縮コイルばね５１４と、左側のケーシング３１ａの内周に装着され、移動リング５１１の図示の位置から左方即ちシフトレバー３４側への移動を規制するスナップリング５１５によって構成されている。なお、第２の圧縮コイルばね５１４のばね力は第１の圧縮コイルばね５１３のばね力より大きく設定されている。
【００２２】
第１のセレクト位置規制手段５１は以上のように構成されており、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に供給する電力に対応して磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２の作動位置を次のように規制する。即ち、図１および図２に示す状態から上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図４の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２が第１の圧縮コイルばね５１３のバネ力に抗して図１および図２において右方に移動し、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接して位置規制される。そして、シフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接した状態においては、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力より第２の圧縮コイルばね５１４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５１１に当接したシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５１１がスナップリング５１５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に位置付けられる。次に、上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図４の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力が第２の圧縮コイルばね５１４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、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５１１と当接した後に第２の圧縮コイルばね５１４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５１１がストッパ５１２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に位置付けられる。
【００２３】
次に、上記第２のセレクト位置規制手段５２について説明する。
第２のセレクト位置規制手段５２は、シフトレバー３４の装着部３４１の左側に配設されている。この第２のセレクト位置規制手段５２は、コントロールシャフト３２に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング５２１と、該移動リング５１１の左方に配設され上記軸受ブシュ３３３によって図１および図２において左方への移動が規制された環状のストッパー５２２と、移動リング５２１とシフトレバー３４の装着部３４１との間に配設された第１の圧縮コイルばね５２３と、移動リング５２１とストッパー５２２との間に配設された第２の圧縮コイルばね５２４と、左側のケーシング３１ａの内周に装着され、移動リング５１１の図示の位置から右方即ちシフトレバー３４側への移動を規制するスナップリング５２５によって構成されている。なお、第２の圧縮コイルばね５２４のばね力は第１の圧縮コイルばね５２３のばね力より大きく設定されている。
【００２４】
第２のセレクト位置規制手段５２は以上のように構成されており、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に供給する電力に対応して磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２の作動位置を次のように規制する。即ち、図１および図２に示す状態から上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図４の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に２．４Ｖの電圧で図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２が第１の圧縮コイルばね５１３のバネ力に抗して図１および図２において左方に移動し、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接して位置規制される。そして、シフトレバー３４の装着部３４１が移動リング５１１に当接した状態においては、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力より第２の圧縮コイルばね５２４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５２１に当接したシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５２１がスナップリング５２５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に位置付けられる。次に、上記第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図４の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すとともに、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に４．８Ｖの電圧で図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、磁石可動体６２即ちコントロールシャフト３２に発生する推力が第２の圧縮コイルばね５２４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、コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４の装着部３４１は移動リング５２１と当接した後に第２の圧縮コイルばね５２４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５２１がストッパ５２２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に位置付けられる。
【００２５】
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５１および第２のセレクト位置規制手段５２を設けたので、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５および第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５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。
【００２６】
ここで、上記第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの推力特性について、図６を参照して説明する。
図６において、横軸はセレクトストローク、縦軸は推力を示している。図６のセレクトストロークにおいて、Ｎはシフトレバー３４が図１および図２に示す中立位置（ニュートラル）、ＳＰ１は上述した第１のセレクト位置、ＳＰ２は上述した第２のセレクト位置、ＳＰ３は上述した第３のセレクト位置、ＳＰ４は第４のセレクト位置である。図６において、曲線Ｆ１は第１のアクチュエータ６ａの推力特性、曲線Ｆ２は第２のアクチュエータ６ｂの推力特性を示すものである。また、図６において曲線Ｆ３は第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂと同一容量のアクチュエータを１個使用した場合の推力特性を示すもので、アクチュエータが１個の場合はシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎから左右に同一の推力が得られるようにアクチュエータの中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎと一致させることになる。曲線Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３から明らかなようにアクチュエータの推力は、中立位置で最も大きく、ストロークエンドに行くに従って２次曲線的に低下する。
【００２７】
図６において曲線Ｆ３で示すように、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂと同一容量のアクチュエータを１個使用した場合には、第１のセレクト位置ＳＰ１から第４のセレクト位置ＳＰ４までのセレクトストローク範囲を所定の推力ＦＰ以上の推力をもってカバーすることができない。
第１のアクチュエータ６ａは、上述したように磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第１のセレクト位置ＳＰ１と第２のセレクト位置ＳＰ２との間に設定されているので、第１のセレクト位置ＳＰ１でも所定の推力ＦＰより大きい推力が得られる。そして、第１のアクチュエータ６ａは、シフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎより第３のセレクト位置ＳＰ３側の所定位置Ｐ１まで推力が得られるように設定されている。
また、第２のアクチュエータ６ｂは、上述したように磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第３のセレクト位置ＳＰ３と第４のセレクト位置ＳＰ４との間に設定されているので、第４のセレクト位置ＳＰ４でも所定の推力ＦＰ大きい推力が得られる。そして、第２のアクチュエータ６ｂは、シフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）Ｎより第２のセレクト位置ＳＰ２側の所定位置Ｐ２まで推力が得られるように設定されている。
なお、シフトレバー３４を中立位置から第１のセレクト位置ＳＰ１および第２のセレクト位置ＳＰ２側へ作動する場合には、第２のアクチュエータ６ｂの推力が零（０）となるストローク位置Ｐ２に達したら第２のアクチュエータ６ｂへの通電を停止する。一方、シフトレバー３４を中立位置から第４のセレクト位置ＳＰ４および第３のセレクト位置ＳＰ３側へ作動する場合には、第１のアクチュエータ６ａの推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１に達したら第１のアクチュエータ６ａへの通電を停止する。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの推力が重複するストローク位置Ｐ１とＰ２の間は合成合成推力Ｆ４となる。
【００２８】
次に、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの作動制御の他の実施形態について、図７を参照して説明する。
上述したように第１のアクチュエータ６ａは磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して右側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚して構成されているので、第３のセレクト位置ＳＰ３および第４のセレクト位置ＳＰ４側に作動する場合、推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１を越える（磁石可動体６２がコイル６５から抜け出した状態）と図７において破線Ｆ１１で示すように逆推力が発生する。従って、第１のアクチュエータ６ａの一対のコイル６４、６５にこれまでの電流方向と逆方向の電流を流すと、第１のアクチュエータ６ａは図７において破線Ｆ１２で示すように推力が発生する。一方、第２のアクチュエータ６ｂは磁石可動体６２の中立位置をシフトレバー３４の中立位置（ニュートラル）に対して左側即ちコイル６４側に所定のオフセット量Ｓだけ偏倚し、中立位置が第３のセレクト位置ＳＰ３と第４のセレクト位置ＳＰ４との間に設定されているので、第２のセレクト位置ＳＰ２および第１のセレクト位置ＳＰ１側に作動する場合、推力が零（０）となるストローク位置Ｐ２を越える（磁石可動体６２がコイル６５から抜け出した状態）と図７において破線Ｆ２１で示すように逆推力が発生する。従って、第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５にこれまでの電流方向と逆方向の電流を流すと、第２のアクチュエータ６ｂは図７において破線Ｆ２２で示すように推力が発生する。上記の点を考慮して、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂの一対のコイル６４、６５に流す電流を、それぞれ推力が零（０）となるストローク位置Ｐ１およびＰ２に達したらこれまでと逆方向にすることにより、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂによる合成推力は図７においてＦ５（Ｆ１＋Ｆ２２）およびＦ６（Ｆ２＋Ｆ１２）で示す推力が得られる。即ち、ストロークエンド付近（第１のセレクト位置ＳＰ１および第１のセレクト位置ＳＰ４）において大きな推力が得られる。なお、第１のアクチュエータ６ａと第２のアクチュエータ６ｂの推力が重複するストローク位置Ｐ１とＰ２の間は合成合成推力Ｆ４となる。
【００２９】
上述したように、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂを用いることにより、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保することができる。また、第１のアクチュエータ６ａおよび第２のアクチュエータ６ｂは上記のようにセレクトストロークエンド（第１のセレクト位置ＳＰ１および第４のセレクト位置ＳＰ４）で大きい推力が得られるように設定されているので、セレクトストロークエンドでばね反力が最大となる上記第１のセレクト位置規制手段５１および第２のセレクト位置規制手段５２を備えた場合でも、十分に推力が確保できる。
【００３０】
次に、シフトアクチュエータ７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７は、上記コントロールシャフト３２に装着された作動レバー７０と、該作動レバー７０を作動せしめる第１の電磁ソレノイド７ａと第２の電磁ソレノイド７ｂを具備している。この第１の電磁ソレノイド７ａと第２の電磁ソレノイド７ｂは、上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂの両側面に互いに対向して配設されている。
【００３１】
次に、第１の電磁ソレノイド７ａについて説明する。
第１の電磁ソレノイド７ａは、筒状のケース７１と、該ケース４７内に配設された電磁コイル７２と、該電磁コイル７２内に配設された固定鉄心７３と、該固定鉄心７３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７４と、該可動鉄心７４に装着された作動ロッド７５と、上記筒状のケース７１の一端（図３において右端）に取り付けられたカバー７６を具備している。上記電磁コイル７２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン７７に捲回されケース７１の内周に沿って配設されている。上記固定鉄心７３は、磁性材によって形成され、他端（図３において左端）にはフランジ部７３１が設けられており、このフランジ部７３１を介してケース７１の他端側（図３において左端側）に装着されている。上記可動鉄心７４は、磁性材によって形成され、固定鉄心７３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７５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３において右端部）に小径部７５１が設けられている。このように構成された作動ロッド７５は、小径部７５１を上記可動鉄心７４の中央部に形成された穴７４１に挿通し、一端をカシメることにより可動鉄心７４に装着する。このように構成された第１の電磁ソレノイド７ａは、上記右側のケーシング３１ｂに設けられたシフトアクチュエータ取付部３１１ｂの一側面にケース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７０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３１１ｂの一側面に装着された第１の電磁ソレノイド７ａ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７０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、作動レバー７０を装着したコントロールシャフト３２が回動するので、該コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４が第１の方向にシフト作動せしめられる。
【００３２】
次に、第２の電磁ソレノイド７ｂについて説明する。
なお、第２の電磁ソレノイド７ｂは上記第１の電磁ソレノイド６ａと実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
第２の電磁ソレノイド７ｂは、上記シフトアクチュエータ取付部３１１ｂの他側面にケース７１が取付けボルト７８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７０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３１１ｂの他側面に装着された第２の電磁ソレノイド７ｂ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において右方に移動し、その先端が上記作動レバー７０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、作動レバー７０を装着したコントロールシャフト３２が回動するので、該コントロールシャフト３２に装着されたシフトレバー３４が第２の方向にシフト作動せしめられる。
【００３３】
【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、変速機構のセレクト位置が多くセレクトストローク範囲が長い場合でも、ストロークエンド付近においても所定の推力を確保することができる。
【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を示す断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図１に示す変速操作装置のセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータの作動状態を示す説明図。
【図５】図１に示す変速操作装置のセレクトアクチュエータを構成する第２のアクチュエータの作動状態を示す説明図。
【図６】図１に示す変速操作装置の構成するセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの作動制御の一実施形態における推力特性を示す説明図。
【図７】図１に示す変速操作装置の構成するセレクトアクチュエータを構成する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータの作動制御の他の実施形態における推力特性を示す説明図。
【符号の説明】
２：変速操作装置
３：セレクトアクチュエータ
３２：コントロールシャフト
３４：シフトレバー
５１：第１のセレクト位置規制手段
５１１：移動リング
５１２：ストッパー
５１３：第１の圧縮コイルばね
５１４：第２の圧縮コイルばね
５２：第２のセレクト位置規制手段
５２１：移動リング
５２２：ストッパー
５２３：第１の圧縮コイルばね
５２４：第２の圧縮コイルばね
６ａ：第１のアクチュエータ
６ｂ：第２のアクチュエータ
６１：ケーシング
６２：磁石可動体
６２１：永久磁石
６２２、６２３：可動ヨーク
６３：固定ヨーク
６４、６５：コイル
６６：ボビン
７：シフトアクチュエータ
７ａ：第１の電磁ソレノイド
７ｂ：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
７４：可動鉄心
７５：作動ロッド
７６：カバー
７７：ボビン
Claims (1)
- 変速機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を有する変速操作装置であって、
該セレクトアクチュエータは、ケーシングと、該ケーシング内に軸方向に摺動可能に配設され該シフトレバーを支持するシフトレバー支持部材と、該シフトレバー支持部材をセレクト方向である軸方向に作動せしめる第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータとを具備し、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータは、該シフトレバー支持部材の外周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配設された一対のコイルとをそれぞれ具備するとともに、該セレクトアクチュエータには、該コイルに供給する電力量に対応して該シフトレバー支持部材に発生する推力に応じて該シフトレバー支持部材の作動位置を、両端の作動位置及び少なくとも１個の中間の作動位置に規制するセレクト位置規制手段が備えられており、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータの該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材に支持された該シフトレバーが中立位置に位置する状態において、該一対のコイルの中間位置から偏倚して設定されている、
ことを特徴とする変速操作装置。
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