JP4788092B2 - 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。
【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、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、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コイルと、を具備しており、
該シフトレバー支持部材が、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に、軸方向に摺動可能に配設された筒状のシフトスリーブからなる」
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【０００６】
また、上記シフトレバー支持部材は、ケーシング内に軸方向に摺動可能でかつ回転可能に配設されたコントロールシャフトからなり、このコントロールシャフトが、コントロールシャフトをシフト方向に回動せしめる作動レバーに、軸方向に摺動可能に嵌合されているように構成することもできる。
【０００７】
また、上記コイルは軸方向に併設された一対のコイルによって構成されており、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材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と、該永久磁石の軸方向外側にそれぞれ配設された可動ヨークとによって構成されている。
【０００８】
更に、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材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備えた環状の永久磁石とを具備しており、該可動ヨークが上記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。
【０００９】
また、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材外周面に装着された中間ヨークと、該中間ヨークを挟んで両側にそれぞれ配設され軸方向両端面に磁極を備えた環状の一対の永久磁石と、該一対の永久磁石のそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設されたの可動ヨークとを具備しており、該可動ヨークが該固定ヨークの内周面に近接して構成される環状の鍔部を備えている。上記一対の永久磁石は、互いに対向する端面に同極が形成されていることが望ましい。
【００１０】
また、上記セレクトアクチュエータは、上記コイルに供給する電力量に対応して上記シフトスリーブに発生する推力に応じてシフトスリーブの作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ことが望ましい。
【００１１】
【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。
【００１２】
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１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
一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。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。従って、シフトスリーブ３５は、ケーシング内に回動可能に配設されたコントロールシャフト３２に軸方向に摺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して機能する。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。
【００１３】
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の軸方向外側にそれぞれ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。
【００１４】
第１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、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
第１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３６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、磁石可動体３６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。上記磁石可動体３６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。
【００１５】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記磁石可動体３６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。
【００１６】
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、磁石可動体３６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、磁石可動体３６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、磁石可動体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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、磁石可動体３６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、磁石可動体３６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。
【００１９】
以上のように、変速操作装置２を構成する第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、シフトレバー３４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３５が磁石可動体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。
【００２０】
次に、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータの第２の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。図５に示す第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５に配設される磁石可動体３６ａおよび固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ａが上記第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３の磁石可動体３６および一対のコイル４０、４１と相違するが、その他の構成部材は上記第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３と実質的に同一でよい。従って、図５には第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３と相違する要部のみを示すとともに、第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３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。
【００２１】
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ａが１個によって構成されている。このコイル４０ａ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。
【００２２】
磁石可動体３６ａは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５の外周面に装着された可動ヨーク３６０ａと、該可動ヨーク３６０ａの外周面に上記コイル４０ａの内周面と対向して配設された環状の永久磁石３６４ａとを具備している。可動ヨーク３６０ａは磁性材によって形成され、永久磁石３６４ａが装着される筒状部３６１ａと、該筒状部３６１ａの両端にそれぞれ設けられた環状の鍔部３６２ａ、３６３ａとを有しており、鍔部３６２ａ、３６３ａの外周面が上記固定ヨーク３９の内周面に近接して構成されている。鍔部３６２ａ、３６３ａの外周面と固定ヨーク３９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３６０ａは、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、図５において左端がシフトスリーブ３５に装着されたスナップリング３６５ａ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。上記永久磁石３６４ａ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３６４ａは、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ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筒状部３６１ａに装着されたスナップリング３６６ａ、３６７ａによって軸方向移動が規制されている。
【００２３】
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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６を参照して説明する。
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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３６４ａによる第１の磁束回路３６８ａおよび第２の磁束回路３６９ａが形成される。即ち、第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａにおいては、永久磁石３６４ａのＮ極、コイル４０ａ、固定ヨーク３９、可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６２ａ、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ、永久磁石３６４ａのＳ極を通る第１の磁気回路３６８ａと、永久磁石３６４ａＮ極、コイル４０ａ、固定ヨーク３９、可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６３ａ、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ、永久磁石３６４ａのＳ極を通る第２の磁気回路３６９ａが形成される。このような状態において、コイル４０ａに図６の（ａ）で示す方向に電流を流すと、磁石可動体３６ａ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左方に推力が発生する。一方、コイル４０ａ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、磁石可動体３６ａ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右方に推力が発生する。第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示すように永久磁石３６４ａによる第１の磁束回路３６８ａおよび第２の磁束回路３６９ａが形成され、固定ヨーク３９の内周面と可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６２ａおよび３６３ａ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コイル４０ａのみとなる。従って、図示の実施形態のおけるセレクトアクチュエータ３ａは、永久磁石３６４ａ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。
【００２４】
次に、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータの第３の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。図７に示す第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５に配設される磁石可動体３６ｂが上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａの磁石可動体３６ａと相違するが、その他の構成部材は上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂと実質的に同一でよい。従って、図７には第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａと相違する要部のみを示すとともに、第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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。
【００２５】
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ｂが上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａと同様に１個によって構成されている。このコイル４０ｂ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。
【００２６】
磁石可動体３６ｂは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５の該周面に上記コイル４０ｂの内周面と対向して配設された中間ヨーク３６１ｂと、該中間ヨーク３６１ｂを挟んで両側にそれぞれ配設された一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂと、該一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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３６４ｂ、３６５ｂとを具備している。中間ヨーク３６１ｂ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３６２ｂ、３６３ｂは、軸方向両端面に磁極を備えており、図示の実施形態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３６４ｂ、３６５ｂはそれぞれ磁性材によって形成され、それぞれ筒状部３６４ｃ、３６５ｃと、該筒状部３６４ｃ、３６５ｃのそれぞれ軸方向外側端に設けられた環状の鍔部３６４ｄ、３６５ｄとを有しており、鍔部３６４ｄ、３６５ｄの外周面が上記固定ヨーク３９の内周面に近接して構成されている。鍔部３６４ｄ、３６５ｄの外周面と固定ヨーク３９の内周面との隙間は、上記第２の実施形態おける磁石式アクチュエータ３ａ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３６４ｂ、３６５ｂは、図示の実施形態においてはそれぞれ筒状部３６４ｃ、３６５ｃと鍔部３６４ｄ、３６５ｄ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３９の内周面に近接する鍔部のみによって構成してもよい。このように構成された一対の可動ヨーク３６４ｂ、３６５ｂは、一方（図７において右側）の可動ヨーク３６４ｂの図７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７において左側）の可動ヨーク３６５ｂの図７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３６６ｂ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。
【００２７】
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂ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８を参照して説明する。
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示すように一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂによる第１の磁束回路３６８ｂおよび第２の磁束回路３６９ｂが形成される。即ち、図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、永久磁石３６２ｂのＮ極、中間ヨーク３６１ｂ、コイル４０ｂ、固定ヨーク３９、可動ヨーク３６４ｂの鍔部３６４ｄ、可動ヨーク３６４ｂの筒状部３６４ｃ、永久磁石３６２ｂのＳ極を通る第１の磁気回路３６８ｂと、永久磁石３６３ｂのＮ極、中間ヨーク３６１ｂ、コイル４０ｂ、固定ヨーク３９、可動ヨーク３６５ｂの鍔部３６５ｄ、可動ヨーク３６５ｂの筒状部３６５ｃ、永久磁石３６３ｂのＳ極を通る第２の磁気回路３６９ｂが形成される。このような状態において、コイル４０ｂに図８の（ａ）で示す方向に電流を流すと、磁石可動体３６ｂ即ちシフトスリーブ３５には図８の（ａ）において左方に推力が発生する。一方、コイル４０ｂに図８の（ｂ）で示すように図８の（ａ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体３６ｂ即ちシフトスリーブ３５には図８の（ｂ）において右方に推力が発生する。
【００２８】
以上のように、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂが中間ヨーク中間ヨーク３６１ｂを挟んで配設され、この一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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３６２ｂ、３６３ｂから出た磁束は互いに反発しつつコイル４０ｂに向かう。従って、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、磁束がコイル４０ｂを直交する状態で通過するため、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ即ち出力軸部材シフトスリーブ３５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３６２ｂ、３６３ｂ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３６２ｂ、３６３ｂ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、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示すように一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂによる第１の磁束回路３６８ｂおよび第２の磁束回路３６９ｂが形成され、固定ヨーク３９の内周面と一対の可動ヨーク３６４ｂ、３６５ｂの鍔部３６４ｄ、３６５ｄ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コイル４０ｂのみとなる。従って、第３の実施形態のおける磁石式アクチュエータ３ｂは、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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。
【００２９】
次に、シフトアクチュエータ５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。また、作動レバー５０は、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図示の実施形態における変速操作装置は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
【００３３】
また、図示の実施形態における変速アクチュエータ２は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
【００３４】
次に、本発明に従って構成された変速操作装置の他の実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。なお、図９および図１０に示す変速操作装置１０においては、上記図１乃至図３に示す変速操作装置２における実質的に同一部材には同一符号を付して説明する。
図９は本発明に従って構成された変速操作装置の他の実施形態を示す断面図、図１０は図９におけるＣ−Ｃ線断面図である。図９および図１０に示す変速操作装置１０も上記図１乃至図３に示す変速操作装置２と同様にセレクトアクチュエータ１１とシフトアクチュエータ５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１１は、円筒状に形成され互いに連結された３個のケーシング１２ａ、１２ｂ、１２ｃを具備している。左側のケーシング１２ａは、図９および図１０おいて左端には端壁１２１ａを備え図において右端が開放されており、下部には開口１２２ａが形成されている。また、左側のケーシング１２ａ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１２３ａを備えており、このシフトアクチュエータ取付部１２３ａには上記開口３１２ａと連通しケーシングの軸方向に対して直角方向に開口１２４ａが形成されている。中央のケーシング１２ｂは、両端が開放されており、中央部には下部に開口１２１ｂが形成されている。右側のケーシング１２ｃは、図９および図１０において左端が開放されており、図９および図１０において右端には端壁１２１ｃが設けられている。
【００３５】
上記のように構成された３個のケーシング１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内にはコントロールシャフト１３が配設されており、その両端部が左側のケーシング１２ａの端壁１２１ａおよび右側のケーシング１２ｃの端壁１２１ｃにそれぞれ装着されたスラスト軸受１４１および１４２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１３はステンレス鋼等の非磁性材によって構成されており、その中央部には外歯スプライン１３１が形成されている。コントロールシャフト１３に形成された外歯スプライン１３１部にはシフトレバー３４の装着部３４１がスプライン嵌合されており、その両側においてコントロールシャフト１３に装着されたスナップリング１５１および１５２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２３と一体的に作動する。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバーを軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持するシフトレバー支持部材として機能する。シフトレバー３４は中央のケーシング１２ｂの下部に形成された開口１２１ｂ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。
【００３６】
上記コントロールシャフト１３の右側のケーシング１２ｃと対応する部分の外周面には、磁石可動体３６が配設されている。この磁石可動体３６は、上記図１乃至図３に示す実施形態と同様にコントロールシャフト１３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の軸方向外側にそれぞれ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９および図１０において右端面がＮ極に着磁され、図９および図１０において左端面がＳ極に着磁されている。このように構成された磁石可動体３６は、その両側がコントロールシャフト１３に装着されたスナップリング３７１、３７２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、上記右側のケーシング１２ｃ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。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。なお、一対のコイル４０、４１へ供給する電力よって磁石可動体３６即ちコントロールシャフト１３に発生する推力の方向は、上記図１乃至図３に示す実施形態と同様である。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、上記コントロールシャフト１３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。
【００３７】
シフトレバー３４の両側には、上記一対のコイル４０、４１に供給する電力量に対応して磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３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４７ａおよび第２のセレクト位置規制手段４８ａを具備している。第１のセレクト位置規制手段４７ａは、中央のケーシング１２ｂの図９および図１０において右端部に配設され上記コントロールシャフト１３を軸方向に摺動可能でかつ回転可能に支持する摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブッシュ１５とシフトレバー３４との間に配設されている。第１のセレクト位置規制手段４７ａは、コントロールシャフト１３に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング４７１ａと、該移動リング４７１ａの右方に配設され上記軸受ブシュ１５によって図９および図１０において右方への移動が規制された環状のストッパー４７２ａと、移動リング４７１ａと環状のストッパー４７２ａとの間に配設された圧縮コイルばね４７３ａとによって構成されている。なお、上記移動リング４７１ａは、中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４７４ａに当接して図９および図１０に示す状態から左方への移動が規制されている。
【００３８】
第２のセレクト位置規制手段４８ａは、中央のケーシング１２ｂの図９および図１０において左端部に配設された筒状のスペーサ１６とシフトレバー３４との間に配設されている。第２のセレクト位置規制手段４８ａは、コントロールシャフト１３に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング４８１ａと、該移動リング４８１ａの左方に配設され上記筒状のスペーサ１６によって図９および図１０において左方への移動が規制された環状のストッパー４８２ａと、移動リング４８１ａと環状のストッパー４８２ａとの間に配設された圧縮コイルばね４８３ａとによって構成されている。なお、上記移動リング４８１ａは、中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４８４ａに当接して図９および図１０に示す状態から右方への移動が規制されている。
【００３９】
図９および図１０に示すセレクトアクチュエータ１０は以上のように構成されており、以下その作用について簡単に説明する。
セレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に電力が供給されていないとき（非通電時）には、第１のセレクト位置規制手段４７ａを構成する圧縮コイルばね４７３ａおよび第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する圧縮コイルばね４８３ａのばね力によって、移動リング４７１ａおよび移動リング４８１ａが中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４７４ａおよび４８４ａに当接されている。この結果、コントロールシャフト２３に装着されたフトレバー３４は、図９および図１０に示す第２のセレクト位置ＳＰ２と第３のセレクト位置ＳＰ３との間でセレクト方向（図９および図１０において左右方向）にフリーな状態となる。
【００４０】
図９および図１０に示す状態からセレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で上記図４の（ａ）と同様に電流を流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３は図９および図１０において右方への推力が発生し、図において右方に移動してフトレバー３４の装着部３４１が移動リング４７１ａに当接する。このとき、圧縮コイルばね４７３ａのセット荷重は２．４Ｖの電圧印加時のセレクトアクチュエータ１０の推力よりも高く設定されているので、移動リング４７１ａは変位しない。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバー３４の装着部３４１の図において右端が第２のセレクト位置規制手段４７ａを構成する移動リング４７１ａに当接した位置で停止する。この結果、コントロールシャフト１３に装着されたシフトレバー３４は、第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００４１】
次に、一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電流上記図４の（ａ）と同様にを流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３に作用する推力が第１のセレクト位置規制手段４７ａを構成する圧縮コイルばね４７３ａ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は移動リング４７１ａと当接した状態で圧縮コイルばね４７３ａのばね力に抗して図９および図１０において右方に移動し、移動リング４７１ａがストッパストッパー４７２ａに当接した位置で停止される。このとき、コントロールシャフト１３に装着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。
【００４２】
図９および図１０に示す状態からセレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で上記図４の（ｂ）と同様に電流を流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３は図９および図１０において左方への推力が発生し、図において左方に移動してフトレバー３４の装着部３４１が移動リング４８１ａに当接する。このとき、圧縮コイルばね４８３ａのセット荷重は２．４Ｖの電圧印加時のセレクトアクチュエータ１０の推力よりも高く設定されているので、移動リング４８１ａは変位しない。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバー３４の装着部３４１の図において左端が第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する移動リング４８１ａに当接した位置で停止する。この結果、コントロールシャフト１３に装着されたシフトレバー３４は、第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００４３】
次に、一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電流上記図４の（ｂ）と同様にを流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３に作用する推力が第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する圧縮コイルばね４８３ａ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は移動リング４８１ａと当接した状態で圧縮コイルばね４８３ａのばね力に抗して図９および図１０において左方に移動し、移動リング４８１ａがストッパストッパー４８２ａに当接した位置で停止される。このとき、コントロールシャフト１３に装着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。
【００４４】
次に、シフトアクチュエータ５について、説明する。
図示のシフトアクチュエータ５は、上記コントロールシャフト１３の外歯スプライン１３１部に基部が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合された作動レバー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の基部の両側には、上記コントロールシャフト１３を軸方向に摺動可能でかつ回転可能に支持する摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブッシュ１７および１８が配設されている。一方の軸受ブッシュ１７は中央のケーシング１２ｂに形成された段部によって図９および図１０において右方への移動が規制されており、他方軸受ブッシュ１８は左側のケーシング１２ａに形成された段部によって図９および図１０において左方への移動が規制されている。従って、軸受ブッシュ１７と１８との間に配設される作動レバー５０は、軸方向の移動が規制される。作動レバー５０は、左側のケーシング１２ａの下部に形成された開口１２２ａを挿通して配設され、その先端部がシフトアクチュエータ取付部１２３ａに形成された開口１２４ａの中心部に達している。このように構成された作動レバー５０を作動せしめる第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７は、シフトアクチュエータ取付部１２３ａに両側にそれぞれ装着される。なお、第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７は、上記図３に示す第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７と実質的に同一の構成であり、その説明は省略する。
【００４５】
図９および図１０に示す実施形態においては、磁石可動体として上記図１および図２に示す実施形態おける磁石可動体３６を適用した例を示したが、上記図５および図７に示す磁石可動体３６ａおよび磁石可動体３６ｂを適用することもできる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による変速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。
【００４７】
即ち、本発明によれば、変速アクチュエータを構成するセレクトアクチュエータは、シフトレバーを支持するシフトレバー支持部材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。
【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一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第１の実施形態の作動説明図。
【図５】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第２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６】図５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第２の実施形態の作動説明図。
【図７】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第３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８】図７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第３の実施形態の作動説明図。
【図９】本発明に従って構成された変速操作装置の他実施形態を示す断面図。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
２：変速操作装置（一実施形態）
３：セレクトアクチュエータ（第１の実施形態）
３ａ：セレクトアクチュエータ（第２の実施形態）
３ｂ：セレクトアクチュエータ（第３の実施形態）
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
３６ａ：磁石可動体
３６０ａ：可動ヨーク
３６４ａ：永久磁石
３６ｂ：磁石可動体
３６１ｂ：中間ヨーク
３６２ｂ、３６３ｂ：永久磁石
３６４ｂ、３６５ｂ：可動ヨーク
３９：固定ヨーク
４０、４１：コイル
４０ａ：コイル
４０ｂ：コイル
４２：ボビン
４７、４７ａ：第１のセレクト位置規制手段
４８、４８ａ：第２のセレクト位置規制手段
５：シフトアクチュエータ
５０：作動レバー
６：第１の電磁ソレノイド
６１：ケーシング
６２：固定鉄心
６３：プランジャ
６４：可動鉄心
６６：電磁コイル
７：第２の電磁ソレノイド
７１：ケーシング
７２：固定鉄心
７３：プランジャ
７４：可動鉄心
７６：電磁コイル
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
１０：変速操作装置（他の実施形態）
１１：セレクトアクチュエータ
【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、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、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コイルと、を具備しており、
該シフトレバー支持部材が、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に、軸方向に摺動可能に配設された筒状のシフトスリーブからなる」
ことを特徴とする変速操作装置が提供される。
【０００６】
また、上記シフトレバー支持部材は、ケーシング内に軸方向に摺動可能でかつ回転可能に配設されたコントロールシャフトからなり、このコントロールシャフトが、コントロールシャフトをシフト方向に回動せしめる作動レバーに、軸方向に摺動可能に嵌合されているように構成することもできる。
【０００７】
また、上記コイルは軸方向に併設された一対のコイルによって構成されており、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材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と、該永久磁石の軸方向外側にそれぞれ配設された可動ヨークとによって構成されている。
【０００８】
更に、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材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備えた環状の永久磁石とを具備しており、該可動ヨークが上記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。
【０００９】
また、上記磁石可動体は上記シフトレバー支持部材外周面に装着された中間ヨークと、該中間ヨークを挟んで両側にそれぞれ配設され軸方向両端面に磁極を備えた環状の一対の永久磁石と、該一対の永久磁石のそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設されたの可動ヨークとを具備しており、該可動ヨークが該固定ヨークの内周面に近接して構成される環状の鍔部を備えている。上記一対の永久磁石は、互いに対向する端面に同極が形成されていることが望ましい。
【００１０】
また、上記セレクトアクチュエータは、上記コイルに供給する電力量に対応して上記シフトスリーブに発生する推力に応じてシフトスリーブの作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ことが望ましい。
【００１１】
【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。
【００１２】
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１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
一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。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。従って、シフトスリーブ３５は、ケーシング内に回動可能に配設されたコントロールシャフト３２に軸方向に摺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して機能する。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。
【００１３】
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の軸方向外側にそれぞれ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。
【００１４】
第１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、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
第１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３６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、磁石可動体３６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。上記磁石可動体３６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。
【００１５】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、上記磁石可動体３６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。
【００１６】
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、磁石可動体３６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、磁石可動体３６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、磁石可動体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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、磁石可動体３６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、磁石可動体３６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。
【００１９】
以上のように、変速操作装置２を構成する第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３は、シフトレバー３４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３５が磁石可動体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。
【００２０】
次に、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータの第２の実施形態について、図５および図６を参照して説明する。図５に示す第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５に配設される磁石可動体３６ａおよび固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ａが上記第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３の磁石可動体３６および一対のコイル４０、４１と相違するが、その他の構成部材は上記第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３と実質的に同一でよい。従って、図５には第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３と相違する要部のみを示すとともに、第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３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。
【００２１】
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ａが１個によって構成されている。このコイル４０ａ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。
【００２２】
磁石可動体３６ａは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５の外周面に装着された可動ヨーク３６０ａと、該可動ヨーク３６０ａの外周面に上記コイル４０ａの内周面と対向して配設された環状の永久磁石３６４ａとを具備している。可動ヨーク３６０ａは磁性材によって形成され、永久磁石３６４ａが装着される筒状部３６１ａと、該筒状部３６１ａの両端にそれぞれ設けられた環状の鍔部３６２ａ、３６３ａとを有しており、鍔部３６２ａ、３６３ａの外周面が上記固定ヨーク３９の内周面に近接して構成されている。鍔部３６２ａ、３６３ａの外周面と固定ヨーク３９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３６０ａは、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、図５において左端がシフトスリーブ３５に装着されたスナップリング３６５ａ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。上記永久磁石３６４ａ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３６４ａは、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ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筒状部３６１ａに装着されたスナップリング３６６ａ、３６７ａによって軸方向移動が規制されている。
【００２３】
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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６を参照して説明する。
第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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３６４ａによる第１の磁束回路３６８ａおよび第２の磁束回路３６９ａが形成される。即ち、第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａにおいては、永久磁石３６４ａのＮ極、コイル４０ａ、固定ヨーク３９、可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６２ａ、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ、永久磁石３６４ａのＳ極を通る第１の磁気回路３６８ａと、永久磁石３６４ａＮ極、コイル４０ａ、固定ヨーク３９、可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６３ａ、可動ヨーク３６０ａの筒状部３６１ａ、永久磁石３６４ａのＳ極を通る第２の磁気回路３６９ａが形成される。このような状態において、コイル４０ａに図６の（ａ）で示す方向に電流を流すと、磁石可動体３６ａ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左方に推力が発生する。一方、コイル４０ａ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、磁石可動体３６ａ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右方に推力が発生する。第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａは、図６の（ａ）および図６の（ｂ）に示すように永久磁石３６４ａによる第１の磁束回路３６８ａおよび第２の磁束回路３６９ａが形成され、固定ヨーク３９の内周面と可動側ヨーク３６０ａの鍔部３６２ａおよび３６３ａ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コイル４０ａのみとなる。従って、図示の実施形態のおけるセレクトアクチュエータ３ａは、永久磁石３６４ａ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。
【００２４】
次に、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータの第３の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。図７に示す第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５に配設される磁石可動体３６ｂが上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａの磁石可動体３６ａと相違するが、その他の構成部材は上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂと実質的に同一でよい。従って、図７には第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａと相違する要部のみを示すとともに、第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａ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。
【００２５】
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、固定ヨーク３９の内側に配設されたコイル４０ｂが上記第２の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ａと同様に１個によって構成されている。このコイル４０ｂ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。
【００２６】
磁石可動体３６ｂは、シフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ３５の該周面に上記コイル４０ｂの内周面と対向して配設された中間ヨーク３６１ｂと、該中間ヨーク３６１ｂを挟んで両側にそれぞれ配設された一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂと、該一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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３６４ｂ、３６５ｂとを具備している。中間ヨーク３６１ｂ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３６２ｂ、３６３ｂは、軸方向両端面に磁極を備えており、図示の実施形態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３６４ｂ、３６５ｂはそれぞれ磁性材によって形成され、それぞれ筒状部３６４ｃ、３６５ｃと、該筒状部３６４ｃ、３６５ｃのそれぞれ軸方向外側端に設けられた環状の鍔部３６４ｄ、３６５ｄとを有しており、鍔部３６４ｄ、３６５ｄの外周面が上記固定ヨーク３９の内周面に近接して構成されている。鍔部３６４ｄ、３６５ｄの外周面と固定ヨーク３９の内周面との隙間は、上記第２の実施形態おける磁石式アクチュエータ３ａ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３６４ｂ、３６５ｂは、図示の実施形態においてはそれぞれ筒状部３６４ｃ、３６５ｃと鍔部３６４ｄ、３６５ｄ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３９の内周面に近接する鍔部のみによって構成してもよい。このように構成された一対の可動ヨーク３６４ｂ、３６５ｂは、一方（図７において右側）の可動ヨーク３６４ｂの図７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７において左側）の可動ヨーク３６５ｂの図７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３６６ｂ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。
【００２７】
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂ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８を参照して説明する。
第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示すように一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂによる第１の磁束回路３６８ｂおよび第２の磁束回路３６９ｂが形成される。即ち、図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、永久磁石３６２ｂのＮ極、中間ヨーク３６１ｂ、コイル４０ｂ、固定ヨーク３９、可動ヨーク３６４ｂの鍔部３６４ｄ、可動ヨーク３６４ｂの筒状部３６４ｃ、永久磁石３６２ｂのＳ極を通る第１の磁気回路３６８ｂと、永久磁石３６３ｂのＮ極、中間ヨーク３６１ｂ、コイル４０ｂ、固定ヨーク３９、可動ヨーク３６５ｂの鍔部３６５ｄ、可動ヨーク３６５ｂの筒状部３６５ｃ、永久磁石３６３ｂのＳ極を通る第２の磁気回路３６９ｂが形成される。このような状態において、コイル４０ｂに図８の（ａ）で示す方向に電流を流すと、磁石可動体３６ｂ即ちシフトスリーブ３５には図８の（ａ）において左方に推力が発生する。一方、コイル４０ｂに図８の（ｂ）で示すように図８の（ａ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体３６ｂ即ちシフトスリーブ３５には図８の（ｂ）において右方に推力が発生する。
【００２８】
以上のように、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂは、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂが中間ヨーク中間ヨーク３６１ｂを挟んで配設され、この一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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３６２ｂ、３６３ｂから出た磁束は互いに反発しつつコイル４０ｂに向かう。従って、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、磁束がコイル４０ｂを直交する状態で通過するため、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ即ち出力軸部材シフトスリーブ３５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３６２ｂ、３６３ｂ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３６２ｂ、３６３ｂ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、第３の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３ｂにおいては、図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示すように一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂによる第１の磁束回路３６８ｂおよび第２の磁束回路３６９ｂが形成され、固定ヨーク３９の内周面と一対の可動ヨーク３６４ｂ、３６５ｂの鍔部３６４ｄ、３６５ｄ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コイル４０ｂのみとなる。従って、第３の実施形態のおける磁石式アクチュエータ３ｂは、一対の永久磁石３６２ｂ、３６３ｂ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。
【００２９】
次に、シフトアクチュエータ５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。また、作動レバー５０は、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図示の実施形態における変速操作装置は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
【００３３】
また、図示の実施形態における変速アクチュエータ２は、上記シフトレバー３４と一体に構成されたシフトレバー支持部材としてのシフトスリーブ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。
【００３４】
次に、本発明に従って構成された変速操作装置の他の実施形態について、図９および図１０を参照して説明する。なお、図９および図１０に示す変速操作装置１０においては、上記図１乃至図３に示す変速操作装置２における実質的に同一部材には同一符号を付して説明する。
図９は本発明に従って構成された変速操作装置の他の実施形態を示す断面図、図１０は図９におけるＣ−Ｃ線断面図である。図９および図１０に示す変速操作装置１０も上記図１乃至図３に示す変速操作装置２と同様にセレクトアクチュエータ１１とシフトアクチュエータ５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１１は、円筒状に形成され互いに連結された３個のケーシング１２ａ、１２ｂ、１２ｃを具備している。左側のケーシング１２ａは、図９および図１０おいて左端には端壁１２１ａを備え図において右端が開放されており、下部には開口１２２ａが形成されている。また、左側のケーシング１２ａ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１２３ａを備えており、このシフトアクチュエータ取付部１２３ａには上記開口３１２ａと連通しケーシングの軸方向に対して直角方向に開口１２４ａが形成されている。中央のケーシング１２ｂは、両端が開放されており、中央部には下部に開口１２１ｂが形成されている。右側のケーシング１２ｃは、図９および図１０において左端が開放されており、図９および図１０において右端には端壁１２１ｃが設けられている。
【００３５】
上記のように構成された３個のケーシング１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内にはコントロールシャフト１３が配設されており、その両端部が左側のケーシング１２ａの端壁１２１ａおよび右側のケーシング１２ｃの端壁１２１ｃにそれぞれ装着されたスラスト軸受１４１および１４２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１３はステンレス鋼等の非磁性材によって構成されており、その中央部には外歯スプライン１３１が形成されている。コントロールシャフト１３に形成された外歯スプライン１３１部にはシフトレバー３４の装着部３４１がスプライン嵌合されており、その両側においてコントロールシャフト１３に装着されたスナップリング１５１および１５２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２３と一体的に作動する。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバーを軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持するシフトレバー支持部材として機能する。シフトレバー３４は中央のケーシング１２ｂの下部に形成された開口１２１ｂ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。
【００３６】
上記コントロールシャフト１３の右側のケーシング１２ｃと対応する部分の外周面には、磁石可動体３６が配設されている。この磁石可動体３６は、上記図１乃至図３に示す実施形態と同様にコントロールシャフト１３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の軸方向外側にそれぞれ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９および図１０において右端面がＮ極に着磁され、図９および図１０において左端面がＳ極に着磁されている。このように構成された磁石可動体３６は、その両側がコントロールシャフト１３に装着されたスナップリング３７１、３７２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、上記右側のケーシング１２ｃ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。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。なお、一対のコイル４０、４１へ供給する電力よって磁石可動体３６即ちコントロールシャフト１３に発生する推力の方向は、上記図１乃至図３に示す実施形態と同様である。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、上記コントロールシャフト１３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。
【００３７】
シフトレバー３４の両側には、上記一対のコイル４０、４１に供給する電力量に対応して磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３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４７ａおよび第２のセレクト位置規制手段４８ａを具備している。第１のセレクト位置規制手段４７ａは、中央のケーシング１２ｂの図９および図１０において右端部に配設され上記コントロールシャフト１３を軸方向に摺動可能でかつ回転可能に支持する摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブッシュ１５とシフトレバー３４との間に配設されている。第１のセレクト位置規制手段４７ａは、コントロールシャフト１３に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング４７１ａと、該移動リング４７１ａの右方に配設され上記軸受ブシュ１５によって図９および図１０において右方への移動が規制された環状のストッパー４７２ａと、移動リング４７１ａと環状のストッパー４７２ａとの間に配設された圧縮コイルばね４７３ａとによって構成されている。なお、上記移動リング４７１ａは、中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４７４ａに当接して図９および図１０に示す状態から左方への移動が規制されている。
【００３８】
第２のセレクト位置規制手段４８ａは、中央のケーシング１２ｂの図９および図１０において左端部に配設された筒状のスペーサ１６とシフトレバー３４との間に配設されている。第２のセレクト位置規制手段４８ａは、コントロールシャフト１３に沿って摺動可能に配設された環状の移動リング４８１ａと、該移動リング４８１ａの左方に配設され上記筒状のスペーサ１６によって図９および図１０において左方への移動が規制された環状のストッパー４８２ａと、移動リング４８１ａと環状のストッパー４８２ａとの間に配設された圧縮コイルばね４８３ａとによって構成されている。なお、上記移動リング４８１ａは、中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４８４ａに当接して図９および図１０に示す状態から右方への移動が規制されている。
【００３９】
図９および図１０に示すセレクトアクチュエータ１０は以上のように構成されており、以下その作用について簡単に説明する。
セレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に電力が供給されていないとき（非通電時）には、第１のセレクト位置規制手段４７ａを構成する圧縮コイルばね４７３ａおよび第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する圧縮コイルばね４８３ａのばね力によって、移動リング４７１ａおよび移動リング４８１ａが中央のケーシング１２ｂの中央部に形成された段付部４７４ａおよび４８４ａに当接されている。この結果、コントロールシャフト２３に装着されたフトレバー３４は、図９および図１０に示す第２のセレクト位置ＳＰ２と第３のセレクト位置ＳＰ３との間でセレクト方向（図９および図１０において左右方向）にフリーな状態となる。
【００４０】
図９および図１０に示す状態からセレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で上記図４の（ａ）と同様に電流を流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３は図９および図１０において右方への推力が発生し、図において右方に移動してフトレバー３４の装着部３４１が移動リング４７１ａに当接する。このとき、圧縮コイルばね４７３ａのセット荷重は２．４Ｖの電圧印加時のセレクトアクチュエータ１０の推力よりも高く設定されているので、移動リング４７１ａは変位しない。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバー３４の装着部３４１の図において右端が第２のセレクト位置規制手段４７ａを構成する移動リング４７１ａに当接した位置で停止する。この結果、コントロールシャフト１３に装着されたシフトレバー３４は、第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００４１】
次に、一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電流上記図４の（ａ）と同様にを流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３に作用する推力が第１のセレクト位置規制手段４７ａを構成する圧縮コイルばね４７３ａ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は移動リング４７１ａと当接した状態で圧縮コイルばね４７３ａのばね力に抗して図９および図１０において右方に移動し、移動リング４７１ａがストッパストッパー４７２ａに当接した位置で停止される。このとき、コントロールシャフト１３に装着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。
【００４２】
図９および図１０に示す状態からセレクトアクチュエータ１０を構成する上記一対のコイル４０、４１に例えば２．４Ｖの電圧で上記図４の（ｂ）と同様に電流を流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３は図９および図１０において左方への推力が発生し、図において左方に移動してフトレバー３４の装着部３４１が移動リング４８１ａに当接する。このとき、圧縮コイルばね４８３ａのセット荷重は２．４Ｖの電圧印加時のセレクトアクチュエータ１０の推力よりも高く設定されているので、移動リング４８１ａは変位しない。従って、コントロールシャフト１３は、シフトレバー３４の装着部３４１の図において左端が第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する移動リング４８１ａに当接した位置で停止する。この結果、コントロールシャフト１３に装着されたシフトレバー３４は、第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００４３】
次に、一対のコイル４０、４１に例えば４．８Ｖの電流上記図４の（ｂ）と同様にを流すと、磁石可動体３６即ちシフトレバー支持部材としてのコントロールシャフト１３に作用する推力が第２のセレクト位置規制手段４８ａを構成する圧縮コイルばね４８３ａ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は移動リング４８１ａと当接した状態で圧縮コイルばね４８３ａのばね力に抗して図９および図１０において左方に移動し、移動リング４８１ａがストッパストッパー４８２ａに当接した位置で停止される。このとき、コントロールシャフト１３に装着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。
【００４４】
次に、シフトアクチュエータ５について、説明する。
図示のシフトアクチュエータ５は、上記コントロールシャフト１３の外歯スプライン１３１部に基部が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合された作動レバー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の基部の両側には、上記コントロールシャフト１３を軸方向に摺動可能でかつ回転可能に支持する摺動性の良好な合成樹脂からなる軸受ブッシュ１７および１８が配設されている。一方の軸受ブッシュ１７は中央のケーシング１２ｂに形成された段部によって図９および図１０において右方への移動が規制されており、他方軸受ブッシュ１８は左側のケーシング１２ａに形成された段部によって図９および図１０において左方への移動が規制されている。従って、軸受ブッシュ１７と１８との間に配設される作動レバー５０は、軸方向の移動が規制される。作動レバー５０は、左側のケーシング１２ａの下部に形成された開口１２２ａを挿通して配設され、その先端部がシフトアクチュエータ取付部１２３ａに形成された開口１２４ａの中心部に達している。このように構成された作動レバー５０を作動せしめる第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７は、シフトアクチュエータ取付部１２３ａに両側にそれぞれ装着される。なお、第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７は、上記図３に示す第１の電磁ソレノイド６と第２の電磁ソレノイド７と実質的に同一の構成であり、その説明は省略する。
【００４５】
図９および図１０に示す実施形態においては、磁石可動体として上記図１および図２に示す実施形態おける磁石可動体３６を適用した例を示したが、上記図５および図７に示す磁石可動体３６ａおよび磁石可動体３６ｂを適用することもできる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による変速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。
【００４７】
即ち、本発明によれば、変速アクチュエータを構成するセレクトアクチュエータは、シフトレバーを支持するシフトレバー支持部材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。
【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一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第１の実施形態の作動説明図。
【図５】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第２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６】図５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第２の実施形態の作動説明図。
【図７】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第３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８】図７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第３の実施形態の作動説明図。
【図９】本発明に従って構成された変速操作装置の他実施形態を示す断面図。
【図１０】図９におけるＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
２：変速操作装置（一実施形態）
３：セレクトアクチュエータ（第１の実施形態）
３ａ：セレクトアクチュエータ（第２の実施形態）
３ｂ：セレクトアクチュエータ（第３の実施形態）
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
３６ａ：磁石可動体
３６０ａ：可動ヨーク
３６４ａ：永久磁石
３６ｂ：磁石可動体
３６１ｂ：中間ヨーク
３６２ｂ、３６３ｂ：永久磁石
３６４ｂ、３６５ｂ：可動ヨーク
３９：固定ヨーク
４０、４１：コイル
４０ａ：コイル
４０ｂ：コイル
４２：ボビン
４７、４７ａ：第１のセレクト位置規制手段
４８、４８ａ：第２のセレクト位置規制手段
５：シフトアクチュエータ
５０：作動レバー
６：第１の電磁ソレノイド
６１：ケーシング
６２：固定鉄心
６３：プランジャ
６４：可動鉄心
６６：電磁コイル
７：第２の電磁ソレノイド
７１：ケーシング
７２：固定鉄心
７３：プランジャ
７４：可動鉄心
７６：電磁コイル
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
１０：変速操作装置（他の実施形態）
１１：セレクトアクチュエータ
Claims (7)
- 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、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コイルと、を具備しており、
該シフトレバー支持部材が、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に、軸方向に摺動可能に配設された筒状のシフトスリーブからなることを特徴とする変速操作装置。 - 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、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コイルと、を具備しており、
該シフトレバー支持部材が、該ケーシング内に軸方向に摺動可能でかつ回転可能に配設されたコントロールシャフトからなり、該コントロールシャフトは、該コントロールシャフトをシフト方向に回動せしめる作動レバーに、軸方向に摺動可能に嵌合されていることを特徴とする変速操作装置。 - 該コイルは、軸方向に併設された一対のコイルによって構成されており、
該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材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と、該永久磁石の軸方向外側にそれぞれ配設された可動ヨークとによって構成されている請求項１又は請求項２に記載の変速操作装置。 - 該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材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備えた環状の永久磁石とを具備しており、
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又は請求項２に記載の変速操作装置。 - 該磁石可動体は、該シフトレバー支持部材の外周面に装着された中間ヨークと、該中間ヨークを挟んで両側にそれぞれ配設され軸方向両端面に磁極を備えた環状の一対の永久磁石と、該一対の永久磁石のそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設された可動ヨークとを具備しており、
該可動ヨークは、外周面が該固定ヨークの内周面に近接して構成される環状の鍔部を備えている請求項１又は請求項２に記載の変速操作装置。 - 該一対の永久磁石は、互いに対向する端面に同極が形成されている請求項５記載の変速操作装置。
- 該セレクトアクチュエータは、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又は請求項２に記載の変速操作装置。
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