DE10392239T5

DE10392239T5 - Elektrisches Betätigungsglied

Info

Publication number: DE10392239T5
Application number: DE10392239T
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Fujisawa Otaki; Daisaku Fujisawa Kawada; Hiroshi Fujisawa Suzuki; Hideki Fujisawa Hashitani
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2005-02-24
Also published as: US20050128035A1; WO2003064895A1

Abstract

Elektrisches Betätigungsglied, das an einer Außenoberfläche eines Gehäuses befestigt ist, das in seinem Inneren einen angetriebenen Abschnitt aufweist, zum Antrieb eines Übertragungsteils, das von der Außenoberfläche vorspringt, zum Antrieb des angetriebenen Abschnitts, wobei das elektrische Betätigungsglied aufweist:
einen Elektromotor; und
ein Ausgangsteil zur Übertragung einer Verschiebung auf Grundlage einer Drehung des elektrischen Motors an das Übertragungsteil, wobei
der Radius des Elektromotors größer ist als die Entfernung von einem Achsenzentrum des Ausgangsteils, das an dem Achsenzentrumsabschnitt des Übertragungsteils angeordnet ist, zur Außenoberfläche des Gehäuses.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Betätigungsglied für ein Getriebe.
Technischer Hintergrund
Als Getriebe für Kraftfahrzeuge wurden in weitem Ausmaß handgeschaltete Getriebe eingesetzt, bei denen ein Fahrer dadurch Gänge wechselt, dass ein Schalthebel zusammen mit einem Kupplungspedal betätigt wird, sowie Automatikgetriebe, bei denen das Untersetzungsverhältnis automatisch entsprechend der Fahrsituation geändert wird. Weiterhin ist ein Automatikgetriebe bekannt, das mit einem Drehmomentwandler und einem Planetengetriebemechanismus kombiniert ist, mit einer variablen Riemenscheibe und einem Endlosriemen oder dergleichen kombiniert ist. Weiterhin wird seit einigen Jahren ein Getriebe für Kraftfahrzeuge zum automatischen Umschalten einer Gangwechseleinheit eingesetzt, das im Stand der Technik als Handschaltgetriebe verwendet wurde, und automatisch eine Kupplung einrückt und ausrückt, da die Betätigung einfach ist, und der Getriebewirkungsgrad höher ist als bei einem üblichen Automatikgetriebe.

Die internationale Veröffentlichung WO 01/31234 A1 beschreibt eine Anordnung zum Schalten von Gängen, die eine Gangwechseleinheit bei einem derartigen Getriebe für Kraftfahrzeuge bildet. Unter Bezugnahme auf die 18 bis 24 erfolgt eine Erläuterung einer elektrisch getriebenen Einrichtung für ein Getriebe gemäß der internationalen Veröffentlichung.

Zuerst erfolgt eine Erläuterung eines ersten Beispiels, das in den 18 bis 21 gezeigt ist. Ein Getriebegehäuse 1 ist ein Gehäuse, das eine Gangwechseleinheit aufweist, ähnlich wie bei einem Handschaltgetriebe. Ein Vorderendabschnitt 3 einer Schaltwelle 2 zum Umschalten des Untersetzungsverhältnisses der Gangwechseleinheit springt von einer Seitenoberfläche des Getriebegehäuses 1 aus vor. Ein mittlerer Abschnitt des vorderen Endabschnitts 3 ist mit einem Keilabschnitt 4 versehen. Der Keilabschnitt 4 steht im Keileingriff mit einem Keilzylinder 5, der eine Keilnut an seiner Innenumfangsoberfläche aufweist. Ein weiterer Endabschnitt des vorderen Endabschnitts 3, der gegenüber dem Keilzylinder 5 vorspringt, ist mit einer Eingriffsklaue 7 gekuppelt, die eine Eingriffsnut 6 an ihrer Außenumfangsoberfläche aufweist.

Die Schaltwelle 2 wird in Axialrichtung verschoben (Vorn- und Hinterseite in 18, Richtung nach oben und unten in 19), bei der Auswahlbetätigung, und bei der Schaltbetätigung gedreht. Hierbei ist die Auswahlbetätigung die Betätigung in Bezug auf eine Verschiebung eines Schalthebels in Richtung der Breite eines Fahrzeugs bei einem üblichen Fahrzeug mit Handschaltung am Boden, um hierdurch einen Gang zur Änderung der Geschwindigkeit auszuwählen. Weiterhin ist der Schaltvorgang eine Betätigung in Bezug auf die Verschiebung des Schalthebels in Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs, um hierdurch einen Synchronisiermechanismus entsprechend dem ausgewählten Gang zu kuppeln, damit der Gang Energie übertragen kann.

Nachfolgend geschieht eine detaillierte Erläuterung des Auswahlvorgangs und des Schaltvorgangs. Hierbei wird eine Gangwechseleinheit betrachtet, welche sechs Arten von Gangwechselzuständen aufweist, nämlich fünf Vorwärtsgänge (erster Gang bis fünfter Gang) und einen Rückwärtsgang (R).

Bei dem Auswahlvorgang wird eine von drei Arten von beiden Endpositionen in Richtung nach links und rechts und einer Zentrumsposition in Richtung nach links und rechts in 22 ausgewählt. Bei dem Auswahlvorgang wird der Synchronisiermechanismus in freiem Zustand gehalten, und daher wird ein neutraler Zustand erzeugt, und kein Gangwechselzustand hervorgerufen. Bei dem Schaltvorgang wird der Schalthebel aus einer der Positionen der drei Arten verschoben, bei der er in den neutralen Zustand versetzt wurde, in eine der Richtungen (obere Richtung oder untere Richtung in 22). Daher wird ein Synchronisiermechanismus in einen Verbindungszustand versetzt, um einen Gangwechselzustand hervorzurufen. Hierbei ist gemäß der internationalen Veröffentlichung WO 01/31234 A1 ein Betätigungsglied 8 des Auswahltyps vorgesehen, das ein Betätigungsglied des verschwenkenden Typs ist, und zwar zwischen einer Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1 und der Eingriffsklaue 7, um die Schaltwelle 2 in Axialrichtung bei dem Auswahlvorgang zu verschieben.

Wie in 20 gezeigt, weist das auswählende Betätigungsglied 8 einen auswählenden Elektromotor 8 und ein Schneckengetriebe 10 mit mehreren Gewindegängen auf, das zur Drehung durch eine Ausgangswelle des auswählenden Elektromotors 9 angetrieben wird. Das Schneckengetriebe 10 wird in Kämmeingriff mit einem Schneckenrad 11 gesetzt. Eine Ausgangswelle 12 des Schneckenrades 11, die deren Drehzentrum bildet, ist so gekuppelt, dass sie an einem Basisendabschnitt eines Schwenkarms 13 befestigt ist, und der Schwenkarm 13 wird zusammen mit dem Schneckenrad 11 gedreht. Ein Eingriffsvorsprungsabschnitt 14, der an einer Seitenoberfläche eines Vorderendabschnitts (einer oberen Oberfläche eines linken Endabschnitts in 18) des Schwenkarms 13 vorgesehen ist, steht im Eingriff mit einer Eingriffsnut 6 einer Eingriffsklaue 7, um hierdurch zu ermöglichen, die Schaltwelle 2 in Axialrichtung zu verschieben.

Weiterhin ist ein Schaltbetätigungsglied 16 zum Drehen der Schaltwelle 2 zur Durchführung des Schaltvorgangs zwischen der äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses 1 und einem Vorderendabschnitt eines Antriebsarms 15 vorgesehen, der fest an einer Außenumfangsoberfläche des Keilzylinders 5 vorgesehen ist. Das Schaltbetätigungsglied 16 wird fest durch einen Schaltelektromotor 18 gehaltert, der sich in normaler Richtung und entgegengesetzter Richtung drehen kann, über ein Motorgehäuse 19 in Form eines abgestuften Zylinders an einem Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in 21) eines Schaltgehäuses 17, das im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist.

Ein Abschnitt einer Kugelumlaufspindelwelle 20 in der Nähe ihres Basisendabschnitts wird drehbar durch ein Wälzlager 21 gehaltert, beispielsweise ein Kugellager mit tiefer Nut oder dergleichen (in einem Zustand, in dem eine Verschiebung in Axialrichtung verhindert wird), an der Innenseite des Motorgehäuses 19. Ein Abschnitt des Basisendabschnitts der Kugelumlaufspindelwelle 20, der gegenüber dem Wälzlager 21 vorspringt, ist mit einer Ausgangswelle 22 des Schaltelektromotors 18 gekuppelt, um zu ermöglichen, eine Drehkraft zu übertragen.

Eine Kugelmutter 23 ist in der Umgebung der Kugelumlaufspindelwelle 20 angeordnet. Mehrere Kugeln 26 sind zwischen einer äußeren Kugelumlaufspindelnut 24, die an einer Außenumfangsoberfläche der Kugelumlaufspindelwelle 20 vorgesehen ist, und einer inneren Kugelumlaufspindelnut 25 angeordnet, die an einer inneren Umfangsoberfläche der Kugelmutter 23 vorgesehen ist, um eine Kugelumlaufspindeleinrichtung 27 auszubilden. Die Kugelmutter 23 wird in Axialrichtung der Kugelumlaufspindelwelle 20 verschoben, entsprechend der Drehung der Kugelumlaufspindelwelle 20, da die Kugelmutter 23 an einer Drehung gehindert wird, wie dies nachstehend erläutert wird. Ein Basisendabschnitt eines Ausgangsteils 28 mit Zylinderform ist mit einer Endoberfläche (der rechten Endoberfläche in der Zeichnung) der Kugelmutter 23 gekuppelt.

Ein Gleitlager 29, das durch eine Innenumfangsoberfläche eines Vorderendabschnitts (dem rechten Endabschnitt von 21) des Schaltgehäuses 17 verriegelt wird, wird in Gleitberührung mit einer Außenumfangsoberfläche eines mittleren Abschnitts des Ausgangsteils 28 versetzt. Weiterhin ist ein Vorderendabschnitt des Ausgangsteils 28 mit einem Vorderendabschnitt des Antriebsarms 15 über eine Kupplungsstütze 30 und einen Kupplungsstift 31 (18 bis 19) gekuppelt. Weiterhin ist eine Außenumfangsoberfläche eines mittleren Abschnitts des Ausgangsteils 28 mit einer Führungsnut 32 in Axialrichtung des Ausgangsteils 28 versehen. Die Führungsnut 32 steht in Eingriff mit einem Führungsstift 33, der an dem Vorderendabschnitt des Schaltgehäuses 17 befestigt ist, um zu verhindern, dass sich das Ausgangsteil 28 und die Kugelmutter 23 drehen.

Weiterhin ist ein Arretiermechanismus 34 vorgesehen, der im Eingriff mit dem Ausgangsteil 28 in einer mittleren Position des Hubes der Kugelmutter 23 steht, um einen Widerstand gegen eine Verschiebung der Kugelmutter 23 in Axialrichtung zwischen dem Ausgangsteil 28 und dem Schaltgehäuse 17 zu erzeugen. Zur Ausbildung des Arretiermechanismus 34 ist ein Ausnehmungsloch 35 mit Kegelform an einer Außenumfangsoberfläche eines mittleren Abschnitts des Ausgangsteils 28 vorgesehen, und wird eine Kugel 37 im Inneren eines Zylinderabschnitts 36 gehalten, der an dem Schaltgehäuse 17 vorgesehen ist, und ist dazu fähig, in Umfangsrichtung des Schaltgehäuses 17 verschoben zu werden. Weiterhin wird die Kugel 37 elastisch zu einer Außenumfangsoberfläche des Ausgangsteils 28 durch eine Feder 38 gedrückt.

Die elektrische Antriebseinrichtung für ein Getriebe nach dem Stand der Technik, das wie voranstehend geschildert aufgebaut ist, ändert den Gang der Gangwechseleinheit, die in dem Getriebegehäuse 1 vorgesehen ist, folgendermaßen. Zuerst wird der Auswahlelektromotor 9, der das Auswahlbetätigungsglied 8 bildet, in einer vorbestimmten Richtung gedreht, um hierdurch den Schwenkarm 13 in Richtung nach oben oder unten in 19 zu verschieben. Weiterhin wird die Schaltwelle 2 in Axialrichtung in vorbestimmter Richtung über die Eingriffsklaue 7 durch den Eingriffsausnehmungsabschnitt 14 verschoben, der an dem Vorderendabschnitt des Schwenkarms 13 vorgesehen ist, um hierdurch den Auswahlvorgang durchzuführen.

Nach Durchführung des Auswahlvorgangs auf diese Art und Weise, wird die Schaltwelle 2 in einer vorbestimmten Richtung über den Antriebsarm 15 gedreht, durch Ausfahren oder Einfahren des Schaltbetätigungsgliedes 16, um den Schaltvorgang durchzuführen. Wenn der Schaltvorgang auf diese Weise ausgeführt wird, wird die Kugelumlaufspindelwelle 20 in vorbestimmter Richtung durch den Schaltelektromotor 18 gedreht. Weiterhin werden die Kugelmutter 23 und das Ausgangsteil 28 in Axialrichtung durch die Kugelumlaufspindeleinrichtung 27 verschoben, um auf den Antriebsarm 15 zu drücken bzw. an diesem zu ziehen.

Als nächstes zeigen die 23 bis 24 ein zweites Beispiel für den Stand der Technik gemäß der voranstehend angegebenen internationalen Veröffentlichung. Im Falle des Beispiels ist eine Antriebsstütze 140 an einem Abschnitt eines Vorderendabschnitts (des oberen Endabschnitts von 24) der Schaltwelle 2 befestigt, die drehbar auf der Innenseite einer Halteplatte 139 gehaltert ist, die an einem Öffnungsabschnitt des Getriebegehäuses 1 befestigt ist, der gegenüber dem Getriebegehäuse 1 vorspringt. Weiterhin steht der Eingriffsvorsprungsabschnitt 14 an dem Vorderendabschnitt des Schwenkarms 13 des Auswahlbetätigungsgliedes 8 (vgl. die 18 bis 20) im Eingriff mit einer Eingriffsnut 6a, die auf einer Oberfläche der Antriebsstütze 140 vorgesehen ist. Weiterhin wird ein Gleitstift 141 zwischen Vorderendabschnitten eines Paars von Antriebsarmen 15a, 15a gehaltert, die an beiden Endabschnitten in Axialrichtung der anderen Seite des Abschnitts der Außenumfangsoberfläche der Antriebsstütze 140 parallel zur Schaltwelle 2 vorgesehen sind. Weiterhin wird der Gleitstift 141 in ein kreisförmiges Loch 142 eingefügt, das an einem Vorderendabschnitt des Ausgangsteils 28a des Schaltbetätigungsgliedes 16 vorgesehen ist (vgl. die 18, 20 und 22).

Auch im Falle des zweiten Beispiels mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann, ähnlich wie bei dem voranstehend geschilderten Fall des ersten Beispiels, der Auswahlvorgang dadurch durchgeführt werden, dass die Schaltwelle 2 in Axialrichtung durch Verschwenken des Schwenkarms 13 verschoben wird. Weiterhin kann der Schaltvorgang dadurch durchgeführt werden, dass das Ausgangsteil 28a in Axialrichtung verschoben wird.

Wenn die voranstehend geschilderte elektrische Antriebseinrichtung für ein Getriebe in die Praxis umgesetzt wird, ist es allerdings erforderlich, um einen schnellen Gangwechselvorgang durchzuführen, die Ausgangsleistung des Schaltelektromotors 18 zu erhöhen, der das Schaltbetätigungsglied 16 bildet. Bei den voranstehend geschilderten Vorgängen der Auswahl und des Schaltens ist nämlich die für den Auswahlvorgang benötigte Kraft gering, jedoch ist die für den Schaltvorgang benötigte Kraft groß, und daher ist es möglich, schnell und sicher den Schaltvorgang durchzuführen. Aus diesem Grund ist es erforderlich, einen Schaltelektromotor 18 einzusetzen, der eine hohe Ausgangsleistung (Drehmoment × Drehgeschwindigkeit) aufweist. Um den Schaltvorgang unter Verwendung eines Motors mit geringer Ausgangsleistung sicher durchzuführen, ist es erforderlich, eine Kraft zum Drücken und Ziehen des Ausgangswellenteils 28 sicherzustellen, durch Erhöhung des Untersetzungsverhältnisses des Kugelumlaufspindelmechanismus 28, jedoch wird in diesem Fall die Bewegungsgeschwindigkeit des Ausgangswellenteils 28 eingeschränkt, und kann ein Schaltvorgang nicht durchgeführt werden.

Im Falle der Anordnung nach dem Stand der Technik ist es allerdings schwierig, den Schaltelektromotor 18 mit hoher Ausgangsleistung einzusetzen. Eine Erläuterung in dieser Hinsicht wird unter Bezugnahme auf 25 und 26 vorgenommen, die ein elektrisches Betätigungsglied zeigen. Die 25 und 26 zeigen eine Anordnung, bei welcher ein Schaltbetätigungsglied 16a an einem äußeren Rahmen eines Getriebegehäuses 1a angebracht ist, das im Inneren eine Gangwechseleinheit aufweist, die einen angetriebenen Abschnitt darstellt, und eine Schaltwelle 2a, die von einer Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a vorspringt, und dazu veranlasst wird, zur Drehung durch das Schaltbetätigungsglied 16a angetrieben zu werden. Im Falle des Beispiels ist ein Antriebsarm 15a an einer Außenumfangsoberfläche eines Keilzylinders 5a vorgesehen, der im Eingriff durch einen Keil mit einer Außenumfangsoberfläche der Schaltwelle 2a steht, und es ist ein Langloch 29, das in Richtung des Durchmessers der Schaltwelle 2a verläuft, in einem mittleren Abschnitt des Antriebsarms 15a vorgesehen. Weiterhin ist das Langloch 38 mit einem Kupplungsstift 31a gekuppelt, der durch einen Vorderendabschnitt eines Ausgangswellenteils 28a des Schaltbetätigungsgliedes 16a gehaltert wird. Bei diesem Aufbau wird die Schaltwelle 2a in Drehrichtung verschoben, auf Grundlage der Verschiebung des Ausgangswellenteils 28a in Axialrichtung. Daher ist es nicht nötig, eine Verschwenkung zum Verschieben einer zentralen Welle des Ausgangswellenteils 28a durchzuführen, wie beim Aufbau nach dem Stand der Technik, der in den 18 und 19 gezeigt ist, und ist das Schaltbetätigungsglied 16a an der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a durch einen Befestigungsflansch 40 befestigt.

Im Falle der in den 25 und 26 dargestellten Anordnung verläuft eine Zentrumsachse α des Schaltbetätigungsgliedes 16a parallel zur äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses 1a. Daher wird ein Außendurchmesser d₁₈ eines Schaltelektromotors 18a, der das Schaltbetätigungsglied 16a bildet, durch eine Entfernung L₅ zwischen der äußeren Oberfläche des Getriebegehäuses 1a und einem Zentrum des Keilzylinders 5a eingeschränkt. Im einzelnen ist der Außendurchmesser d₁₈ des Schaltwellenmotors 18a so gewählt, dass er doppelt so groß oder kleiner ist wie bzw. als die Entfernung L₅ (d₁₈ ≤ 2L₅). Darüber hinaus kann die Entfernung L₅ nicht wesentlich vergrößert werden, da es erforderlich ist, die Biegesteifigkeit der Schaltwelle 2a sicherzustellen, und zu verhindern, dass eine Beschädigung in Form eines Risses, eines Verbiegens oder dergleichen bei der Schaltwelle 2a hervorgerufen wird. Daher kann bei der in den 25, 2b dargestellten Anordnung der Außendurchmesser d₁₈ des Schaltelektromotors 18a nicht erhöht werden.

Andererseits ist es wirksam, um die Ausgangsleistung des Schaltelektromotors 18a zu erhöhen, um einen schnellen Gangwechselvorgang durchzuführen, den Außendurchmesser d₁₈ des Schaltelektromotors 18a zu vergrößern. Es ist wünschenswert, eine Anordnung zu erzielen, bei der ermöglicht wird, den Außendurchmesser eines Schaltelektromotors zu vergrößern, der ein Schaltbetätigungsglied bildet, unter Sicherstellung der Biegesteifigkeit der Schaltwelle 2a unter Berücksichtigung dieser Tatsache. Im Falle der elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß der internationalen Veröffentlichung, gezeigt in 19, wird die Schaltwelle 2 durch eine Innendurchmesserseite der Stütze mit Zylinderform gehaltert, die an der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1 befestigt ist, und daher ist es in einer Hinsicht möglich, den Durchmesser des Auswahlelektromotors 9 zu vergrößern, während die Steifigkeit der Schaltwelle 2 sichergestellt wird. Allerdings wird bei der Erfindung der elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß der voranstehend geschilderten internationalen Veröffentlichung berücksichtigt, dass das Auswahlbetätigungsglied 8 durch das Getriebegehäuse 1 gehaltert wird, um eine Schwenkverschiebung zu ermöglichen, und erfolgt keine Berücksichtigung einer Vergrößerung des Durchmessers des Auswahlelektromotors 9. Weiterhin ist infolge des Vorhandenseins der voranstehend geschilderten Stütze der Zusammenbauvorgang kompliziert.

Beschreibung der Erfindung

Ein Vorteil der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines elektrischen Betätigungsgliedes, welches fest und schnell einen Schaltvorgang durchführen kann, angesichts des voranstehend geschilderten Problems.

Ein elektrisches Betätigungsglied gemäß der Erfindung ist ein elektrisches Betätigungsglied, das an einer äußeren Oberfläche eines Gehäuses befestigt ist, das in seinem Inneren einen angetriebenen Abschnitt zum Antrieb eines Übertragungsteils aufweist, das gegenüber der äußeren Oberfläche vorspringt, zum Antrieb des angetriebenen Abschnitts, wobei das elektrische Betätigungsglied aufweist:
einen Elektromotor; und
ein Ausgangsteil zur Übertragung einer Verschiebung auf Grundlage einer Drehung des Elektromotors an das Übertragungsteil;
wobei ein Radius des Elektromotors größer ist als eine Entfernung von einem Achsenzentrum des Ausgangsteils, das an einem Achsenzentrumsabschnitt des Übertragungsteils angeordnet ist, zu der äußeren Oberfläche des Gehäuses.

Weiterhin wird die äußere Oberfläche des Gehäuses, das mit einem Ausnehmungsabschnitt und einem Abschnitt eines Gehäuses des Elektromotors versehen ist, zum Vorschub in den Ausnehmungsabschnitt veranlasst.

Weiterhin ist die äußere Oberfläche des Gehäuses eine Schrägoberfläche, die mit einem Abschnitt versehen ist, bei welchem das Übertragungsteil vorspringt, und einem Abschnitt, der an einem Gehäuse des Elektromotors angebracht ist, wobei die Abschnitte stetig ineinander übergehen.

Weiterhin weist das elektrische Betätigungsglied ein Betätigungsgliedgehäuse auf, eine Kugelumlaufspindelwelle, die an der Innenseite des Betätigungsgliedgehäuses vorgesehen ist, und eine Kugelmutter, die sich entlang der Kugelumlaufspindelwelle hin- und herbewegt, und ist eine Innenumfangsoberfläche des Betätigungsgliedgehäuses mit einem Anschlag versehen, um zu verhindern, dass eine Endoberfläche in Axialrichtung der Kugelmutter gegen einen Abschnitt anstößt, der an der Kugelumlaufspindelwelle befestigt ist.

Bei dem elektrischen Betätigungsglied gemäß der Erfindung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann die Ausgangsleistung des Elektromotors dadurch erhöht werden, dass der Außendurchmesser des Elektromotors vergrößert wird, wobei die Steifigkeit des Übertragungsteils sichergestellt wird, ohne in zu starkem Ausmaß das Vorspringen des Übertragungsteils gegenüber der Außenoberfläche des Gehäuses zu erhöhen. Wenn daher das elektrische Betätigungsglied beispielsweise mit einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe vereinigt ist, kann daher ein Gangwechselvorgang schnell und sicher durchgeführt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

2 ist eine Seitenansicht eines abgeänderten Beispiels für die erste Ausführungsform der Erfindung.

3 ist eine Aufsicht, die den Gesamtaufbau einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

4 ist eine Vorderansicht eines Auswahlbetätigungsgliedes.

5 ist eine Aufsicht auf das Auswahlbetätigungsglied.

6 ist eine Ansicht von hinten des Auswahlbetätigungsglieds.

7 ist eine Seitenansicht von links des Auswahlbetätigungsgliedes.

8 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A von 4.

9 ist eine Aufsicht auf ein Schaltbetätigungsglied.

10 ist eine Vorderansicht des Schaltbetätigungsgliedes.

11 ist eine Seitenansicht von rechts des Schaltbetätigungsglieds.

12 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B von 18.

13 ist eine Ansicht mit einem vergrößerten, zentralen Abschnitt von 12, wobei ein Zustand gezeigt ist, in welchem eine Kugelmutter zu einem Endabschnitt bewegt wird.

14 ist eine Vorderansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Schaltbetätigungsglied und ein Antriebsarm verbunden sind.

15 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C in 14.

16 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel für eine Arretieranordnung einer Kugelmutter zeigt.

17 ist eine Aufsicht, die ein Beispiel für den Aufbau der Vereinigung eines Auswahlbetätigungsgliedes und eines Schaltbetätigungsgliedes zeigt.

18 ist eine Aufsicht auf ein erstes Beispiel einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe nach dem Stand der Technik.

19 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D von 18.

20 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie E-E von 18.

21 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie F-F von 18.

22 ist eine Aufsicht auf ein Beispiel für ein Schaltmuster eines Getriebes.

23 ist eine Teilaufsicht, die ein zweites Beispiel für eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Getriebe nach dem Stand der Technik zeigt.

24 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie G-G von 23.

25 ist eine Aufsicht, die ein Beispiel für ein elektrisches Betätigungsglied nach dem Stand der Technik zeigt.

26 ist eine Seitenansicht des elektrischen Betätigungsgliedes von 25.

Beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung

Nachstehend erfolgt eine Erläuterung von Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Erste Ausführungsform
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung eines elektrischen Betätigungsgliedes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. 1 zeigt einen Fall, bei welchem so vorgegangen wird, dass ein Schaltbetätigungsglied 16b, das mit einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe zur Durchführung eines Schaltvorgangs vereinigt ist, an einer Außenoberfläche eines Getriebegehäuses 1b angebracht ist, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist das Schaltbetätigungsglied 16b an einer Außenoberfläche 41 des Getriebegehäuses 1b angebracht, das eine Gangwechseleinheit aufweist, die einen angetriebenen Abschnitt darstellt, im Inneren. Das Schaltbetätigungsglied 16b kann dazu veranlasst werden, einen solchen Antrieb durchzuführen, dass eine Schaltwelle 2a gedreht wird, die gegenüber der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1b an sich vorspringt (einem Abschnitt, der mit dem Getriebegehäuse 1b vereinigt ist). Weiterhin ist bei der Ausführungsform, ähnlich wie bei der in den 25 und 26 gezeigten Anordnung, der Antriebsarm 15a an der Außenumfangsoberfläche des Keilzylinders 5a vorgesehen, der durch einen Keil im Eingriff mit der Außenumfangsoberfläche der Schaltwelle 2a steht, und weist der mittlere Abschnitt des Antriebsarms 15a ein Langloch 39 auf (vgl. 25), das sich in Richtung des Durchmessers der Schaltwelle 2a erstreckt. Weiterhin steht das Langloch 39 im Eingriff mit einem Kupplungsstift 31a, der durch einen Vorderendabschnitt eines Ausgangswellenteils 28a des Schaltbetätigungsgliedes 16b gehaltert wird.
Bei der Ausführungsform ist das Schaltbetätigungsglied 16b an der Außenoberfläche 41 des Getriebegehäuses 1b durch einen Befestigungsflansch 39a befestigt. Das Schaltbetätigungsglied 16b ist so vorgesehen, dass es schräg zur äußeren Oberfläche 41 verläuft. Anders ausgedrückt verlaufen eine Zentrumsachse β des Schaltbetätigungsgliedes 16b und die äußere Oberfläche 41 nicht parallel zueinander. Weiterhin springt die Schaltwelle gegenüber der Außenoberfläche 41 schräg vor.
Darüber liegt die Zentrumsachse β des Schaltbetätigungsgliedes 16b in einer gedachten Ebene orthogonal zu einer Zentrumsachse γ der Schaltwelle 2a. Eins Anschlagoberfläche 42 des Befestigungsflansches 40a, die in Berührung mit der Außenoberfläche 41 gebracht wird, verläuft daher schräg, entsprechend der Schrägstellung der Zentrumswelle γ der Schaltwelle 2a relativ zur Außenoberfläche 41. Weiterhin ist innerhalb eines Abschnitts eines mittleren Abschnitts des Schaltbetätigungsgliedes 16b, das mit dem Befestigungsflansch 40a versehen ist, der Kugelumlaufspindelmechanismus 27 (vgl. 21) vorhanden, um eine Drehbewegung des Schaltelektromotors 18b, der nachstehend erläutert wird, in eine Linearbewegung umzuwandeln, zur Übertragung an das Ausgangswellenteil 28a.
Bei der Ausführungsform kann der Außendurchmesser D₁₈ des Schaltelektromotors 18b, der das Schaltbetätigungsglied 16b bildet, größer ausgebildet werden als das Doppelte der Entfernung zwischen der Außenoberfläche 41 des Getriebegehäuses 1b und dem Zentrum des Keilzylinders 5a (Entfernung von einem Achsenzentrum des Ausgangswellenteils 28 zur Außenoberfläche 41 im Achsenzentrumsabschnitt der Schaltwelle 2a) L₅ (D₁₈>2L₅) . Die Ausgangsleistung des Schaltelektromotors 18b kann daher dadurch erhöht werden, dass der Außendurchmesser D₁₈ des Schaltelektromotors 18b vergrößert wird, wobei die Steifigkeit der Schaltwelle 2a sichergestellt wird, ohne übermäßig das Ausmaß des Vorspringens der Schaltwelle 2a gegenüber der Außenoberfläche 41 des Getriebegehäuses 1b zu erhöhen. Bei der Vereinigung beispielsweise mit einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe kann daher ein Gangwechselvorgang schnell und sicher durchgeführt werden. Diese Auswirkungen können unter Verwendung des Getriebegehäuses 1b nach dem Stand der Technik erzielt werden, wie es ist, abhängig von der Form der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1b.
Nunmehr zeigt 2 ein abgeändertes Beispiel für Ausführungsform 1 der Erfindung. Im Falle des Beispiels wird, durch Ausbildung einer Außenoberfläche 41a eines Getriebegehäuses 1c mit abgestufter Form, der Außendurchmesser D₁₈ des Schaltelektromotors 18b, der das Schaltbetätigungsglied 16b bildet, vergrößert, ohne übermäßig das Ausmaß des Vorspringens der Schaltwelle 2a gegenüber der Außenoberfläche 41a zu vergrößern. Ein Abschnitt zum Anbringen des Schaltelektromotors 18b ist daher ausgenommen, verglichen mit einem Abschnitt der Außenoberfläche 41a des Getriebegehäuses 1c, bei welchem die Schaltwelle 2a vorspringt, und der in Berührung mit einer Anlageoberfläche 42a eines Befestigungsflansches 40 versetzt werden soll. Weiterhin ist der Außendurchmesser D₁₈ des Schaltelektromotors 18b in dem Ausmaß vergrößert, in welchem der Abschnitt ausgenommen ist. Demzufolge verläuft im Falle des Beispiels die Anlageoberfläche 42a des Befestigungsflansches 40 nicht schräg wie bei dem voranstehend geschilderten, ersten Beispiel.
Der Aufbau und der Betriebsablauf anderer Abschnitte sind ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, und daher sind entsprechende Abschnitte mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und wird auf deren erneute Beschreibung verzichtet.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß der Ausführungsform kann bei der elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß Ausführungsform 1 eingesetzt werden.
Nachstehend erfolgt eine Erläuterung von Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
3 zeigt eine Getriebeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, die mit der elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung vereinigt ist. Die Drehung einer Kurbelwelle 44 einer Brennkraftmaschine 43 wird auf eine Eingangswelle 47 einer Gangwechseleinheit 46 über eine Kupplungseinrichtung 45 übertragen. Weiterhin wird die Ausgangsleistung der Gangwechseleinheit 46 an Antriebsräder 49, 49 über eine Kardanwelle 48 übertragen. Im Falle der in 3 gezeigten Anordnung ist die Kupplungseinrichtung 45 eine Einscheiben-Trockenkupplung, kombiniert mit einem üblichen Handschaltgetriebe, und wird durch ein Kupplungsbetätigungsglied 50 des Hydrauliktyps oder elektrischen Typs eingerückt und ausgerückt.
Das Untersetzungsverhältnis der Gangwechseleinheit 4b wird durch die elektrische Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß dem Gegenstand der Erfindung geändert. Die Schaltwelle 2a, die gegenüber einer Außenoberfläche eines Getriebegehäuses 1a vorspringt, welches die Gangwechseleinheit 46 enthält, wird frei durch ein Auswahlbetätigungsglied 8a und ein Schaltbetätigungsglied 16a angetrieben. Das Auswahlbetätigungsglied 8a unter den Betätigungsgliedern verschiebt die Schaltwelle 2a in Axialrichtung (in Richtung nach oben und unten in 3). Dagegen dreht das Schaltbetätigungsglied 16a die Schaltwelle 2a in Drehrichtung.
Das Schaltbetätigungsglied 8a ist so ausgebildet, wie dies in den 4 bis 8 gezeigt ist. Das Schaltbetätigungsglied 8a ist so ausgebildet, dass ein Auswahlelektromotor 9a, ein Ritzel 52, eine Ausgangswelle 12a, und ein Verschiebungssensor 53, der einen Positionssensor darstellt, mit einem Auswahlgehäuse 51 vereinigt werden. Das Ritzel 52 ist an einer Außenumfangsoberfläche eines mittleren Abschnitts einer Übertragungswelle 55 einstöckig mit der Übertragungswelle 55 vorgesehen. Die Übertragungswelle 55 ist drehbar durch ein Paar von Kugellagern im Inneren des Auswahlgehäuses 51 gehaltert, in einem Zustand, in welchem sie konzentrisch zu einer Drehantriebswelle 54 des Auswahlelektromotors 9a angeordnet ist. Ein Vorderendabschnitt der Drehantriebswelle 54 und ein Basisendabschnitt der Übertragungswelle 55 stehen miteinander durch Zahneingriff (einschließlich eines Keileingriffs) im Eingriff, um hierdurch eine Drehung der Drehantriebswelle 54 auf die Übertragungswelle 55 zu übertragen. Bei diesem Aufbau kann ein Drehübertragungsabschnitt (der ein zu vernachlässigendes Rattern zeigt), kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus können die vorspringenden und ausgenommenen Teile des Zahneingriffs in diesem Fall umgekehrt als in der Zeichnung dargestellt ausgebildet sein.
Der Auswahlelektromotor 9a ist an einer Seitenoberfläche eines Hauptkörpers 54 befestigt, der das Auswahlgehäuse 51 bildet, mittels Bolzen 65, 65, die durch einen Befestigungsflansch 64 eingeführt sind. In diesem Zustand ist ein Vorderendabschnitt des Auswahlelektromotors 9a in ein Ausnehmungsloch 66 eingepasst, und zwar spielfrei, das an einer Seitenoberfläche des Hauptkörpers 57 vorgesehen ist. Ein O-Ring 67 wird durch den Vorderendabschnitt des Auswahlelektromotors 91 so festgehalten, dass ein Passabschnitt abgedichtet wird. Bei diesem Aufbau wird verhindert, dass Fremdkörper in Form von Regenwasser oder dergleichen in das Auswahlgehäuse 51 hineingelangen, das mit der Übertragungswelle 55 und dergleichen versehen ist, und wird verhindert, dass in dem Auswahlgehäuse 51 vorgesehenes Schmiermittel herausleckt.
Die Ausgangswelle 12a ist auf ähnliche Art und Weise drehbeweglich durch ein Paar von Kugellagern im Inneren des Auswahlgehäuses 51 in einem solchen Zustand gehaltert, dass sie parallel zur Übertragungswelle 55 verläuft. Ein Sektorzahnrad (fächerförmiges Zahnrad) 56 ist an einer Außenumfangsoberfläche eines mittleren Abschnitts der Ausgangswelle 12a einstöckig mit der Ausgangswelle 12a vorgesehen. Das Sektorzahnrad 56 und das Ritzel 52 kämmen miteinander, um die Ausgangswelle 12a zur Drehung in zwei Richtungen im Ausmaß eines vorbestimmten Winkels zu veranlassen. Mit diesem Aufbau wird eine kompakte Anordnung erreicht, welche die Ausgangswelle 12a um das Ausmaß des vorbestimmten Winkels antreiben kann, mit einem Drehmoment, das für einen Auswahlvorgang benötigt wird. Damit das Sektorzahnrad 56 und das Ritzel 52 innerhalb des Auswahlgehäuses 51 aufgenommen werden können, ist das Auswahlgehäuse 51 so ausgebildet, dass ein Deckel 58 an dem Hauptkörper 57 angebracht wird. Wenn dasselbe Schmiermittel, das in dem Auswahlgehäuse 51 vorgesehen ist, auch an den jeweiligen Kugellagern und den beiden Zahnrädern 52 und 56 eingesetzt wird, wird eine Verschlechterung verhindert, die durch Vermischung von Schmiermittel zum Schmieren der jeweiligen Abschnitte erfolgen könnte, und wird ein kostengünstiger Betrieb erreicht, durch Vereinfachung der Kontrolle und des Einfüllens von Schmiermittel.
Eine Vorderendoberfläche (die rechte Endoberfläche in 8) der Ausgangswelle 12a ist mit einem Ausnehmungsabschnitt 59 in Richtung des Durchmessers der Vorderoberfläche versehen. Ein Abschnitt eines Zentrumsabschnitts der Vorderoberfläche der Ausgangswelle 12a, der an dem Ausnehmungsabschnitt 59 vorgesehen ist, ist mit einem Schraubenloch 60 versehen, um einen Basisendabschnitt des Schwenkarms 13a in den Ausnehmungsabschnitt 59 spielfrei einzupassen. Weiterhin ist eine Verbindungsschraube 62, die durch ein Durchgangsloch 61 eingeführt ist, das an einem Basisendabschnitt des Schwenkarms 13a vorgesehen ist, zur Befestigung in das Schraubenloch 60 eingeschraubt. In diesem Zustand ist der Basisendabschnitt des Schwenkarms 13a an dem Vorderendabschnitt der Ausgangswelle 12a befestigt, und kann sich zusammen mit der Ausgangswelle 12a drehen. Es ist ein Eingriffsvorsprungsabschnitt 14a vorgesehen, der an einem Stift befestigt werden kann, und in Eingriff mit der Eingriffsklaue 7 gebracht werden kann (vgl. 3), die an der Schaltwelle 2a an einem vorderen Endabschnitt des Schwenkarms 13a befestigt ist. Ein vorderer halber Abschnitt (ein rechter halber Abschnitt in den 7 bis 8) zur Ausbildung des Eingriffsvorsprungsabschnitts 14a wird einer Hochfrequenz-Wärmebehandlung unterzogen, und eine Außenumfangsoberfläche des Eingriffsvorsprungsabschnitts 14a wird zum Härten abgeschreckt. Durch diese Behandlungen wird der Verschleiß der Außenumfangsoberfläche des Eingriffsvorsprungsabschnitts 14a begrenzt, der durch Eingriff der Eingriffsklaue 7, die an dem Endabschnitt der Schaltwelle 2a befestigt ist, mit einer Eingriffsnut 6b (vgl. 3) hervorgerufen wird.
Der Verschiebungssensor 53 wird durch das Auswahlgehäuse 51 konzentrisch mit der Ausgangswelle 12a gehaltert. Ein Befestigungsloch 63, das an dem Vorderendabschnitt des Hauptkörpers 57 zur Montage der Ausgangswelle 12a vorgesehen ist, ist daher zu zwei Oberflächen des Hauptkörpers 57 hin offen. Ein Eingriffsvorsprung 69, der an einem Erfassungsabschnitt 68 des Verschiebungssensors 53 vorspringt, steht im Eingriff mit einem Eingriffsausnehmungsabschnitt 70 zur Übertragung der Drehung der Ausgangswelle 12a auf den Detektorabschnitt 68. Der Verschiebungssensor 53 ist wie ein Potentiometer ausgebildet, und ändert seine elektrischen Eigenschaften wie beispielsweise den Widerstandswert oder dergleichen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Detektorabschnitts 68, um den Schwenkwinkel der Ausgangswelle 12a auf Grundlage seines Messwertes zu erfassen.
Weiterhin kann die Ausbildung zur Befestigung des Stiftes zur Ausbildung des Eingriffsvorsprungsabschnitts 14a am Vorderendabschnitt des Schwenkarms 13a auch durch Bördeln erfolgen, über einen Presssitz, Verschrauben oder dergleichen hinaus. Selbst in dem Fall, in welchem die Anordnung durch Bördeln hergestellt wird, ist ein Abschnitt des Stiftes, der zum Härten nach der Hochfrequenz-Wärmebehandlung abgeschreckt wurde, nur an der Außenumfangsoberfläche des vorderen halben Abschnitts des Eingriffsvorsprungsabschnitts 14a angeordnet, so dass der Vorgang des Bördelns einfach durchgeführt werden kann. Der Basisendabschnitt des Stiftes wird in das Befestigungsloch eingeführt, das an dem vorderen Endabschnitt des Schwenkarms 13a vorgesehen ist, wenn die Befestigung durch Bördeln erfolgt. Weiterhin stößt ein Flanschabschnitt in Form eines nach außen gerichteten Flansches, der an dem mittleren Abschnitt in Axialrichtung des Stiftes vorgesehen ist, oder eine Oberfläche des Anschlagrings, der durch den mittleren Abschnitt in Axialrichtung angehalten wird, gegen eine Oberfläche des Verriegelungsarms 13a (die rechte Oberfläche in den 7 bis 8). Weiterhin wird ein Abschnitt einer Endoberfläche des Stiftes, der gegenüber der anderen Oberfläche (der linken Oberfläche in den 7 bis 8) des Schwenkarms 13a vorspringt, gebördelt, damit er sich nach außen in Richtung des Durchmessers aufweitet, und wird der vordere Endabschnitt des Schwenkarms 13a zwischen diesem Abschnitt und dem Flanschabschnitt oder dem Anschlagring eingeklemmt. Der Basisendabschnitt des Stiftes bleibt unbehandelt in Bezug auf eine Abschreckungshärte, so dass der Vorgang des Bördelns und Aufweitens einfach durchgeführt werden kann.
Das Auswahlbetätigungsglied 8a, das den voranstehend geschilderten Aufbau aufweist, wird an der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a (vgl. 3) durch einen Befestigungsbolzen (nicht dargestellt) befestigt, der durch einen Befestigungsflansch 71 eingeführt wird, der fest an einem Basisendabschnitt des Hauptkörpers 57 des Auswahlgehäuses 51 vorgesehen ist. Unter den verschiedenen Teilen, die an dem Auswahlgehäuse 51 angebracht sind, ist der Auswahlelektromotor 9a, dessen Gewicht groß ist, in der Nähe des Basisendes des Hauptkörpers 57 angebracht, also an einem Abschnitt von diesem in der Nähe des Befestigungsflansches 71. Im Gegensatz hierzu ist der Verschiebungssensor 53, dessen Gewicht gering ist, in der Nähe des Vorderendes des Hauptkörpers 57 angebracht, also an dessen Seite entfernt von dem Befestigungsflansch 71. Bei diesem Aufbau wird ein Anwachsen von Schwingungen, die von dem Getriebegehäuse 1a auf das Auswahlgehäuse 51 übertragen werden, im Betrieb verhindert, um einen Fehler zu vermeiden, der in Bezug auf den Messwert des Verschiebungssensors 53 auftritt, und um eine Beschädigung des Verschiebungssensors 53 zu verhindern.
Wenn die Schaltwelle 2a in Axialrichtung durch das Auswahlbetätigungsglied 8a verstellt wird, wird das Ritzel 52 in einer vorbestimmten Richtung gedreht, auf Grundlage der Stromzufuhr zum Auswahlmotor 9a. Dies führt dazu, dass die Ausgangswelle 12a, an welcher fest das Sektorzahnrad 56 vorgesehen ist, das im Kämmeingriff mit dem Ritzel 52 steht, verschwenkt wird, so dass der Schwenkarm 13a verstellt wird. Weiterhin verstellt der Eingriffsvorsprungsabschnitt 14a, der an dem Vorderendabschnitt des Schwenkarms 13 vorgesehen ist, die Schaltwelle 2a in Axialrichtung. Das Ausmaß der Verstellung wird von dem Verschiebungssensor 53 als Drehwinkel der Ausgangswelle 12a erfasst. Durch Übertragung eines Messsignals des Verschiebungssensors 53 an eine Steuerung zum Steuern der Stromzufuhr zum Auswahlelektromotor 9a kann die Schaltwelle 2a in eine vorbestimmte Position in Axialrichtung verstellt werden.
Bei der Ausführungsform kann eine Feineinstellung der Position zum Anbringen des Verschiebungssensors 53 relativ zum Hauptkörper 57 des Auswahlgehäuses 51 einfach durchgeführt werden. Bei dem Beispiel ist, um einen Halter 72 anzubringen, der den Verschiebungssensor 53 enthält, und zwar an dem Hauptkörper 57 des Auswahlgehäuses 51, der Halter 72 mit Flanschabschnitten 73, 73 versehen, wie in 6 gezeigt. Weiterhin sind Befestigungsschrauben 75, 75, die in Durchgangslöcher 74, 74 eingeführt sind, die an den beiden Flanschabschnitten 73, 73 vorgesehen sind, zur Befestigung in Schraubenlöcher eingeschraubt, die an dem Hauptkörper 57 vorgesehen sind. Bei der Ausführungsform sind die jeweiligen Durchgangslöcher 74, 74 Langlöcher in Form eines Kreisbogens, der zentriert zu einem Punkt auf einer Zentrumslinie der Ausgangswelle 12a ist, welche das Schwenkzentrum des Schwenkarms 13a bildet. Bei diesem Aufbau kann die Schwenkposition des Schwenkarms 13a ordnungsgemäß erfasst werden, durch einfache Durchführung einer Feineinstellung der Befestigungsposition des Verschiebungssensors 53 relativ zum Hauptkörper 57.
Bei der Ausführungsform wird dadurch, dass die Richtungen der Anbringung des Auswahlelektromotors 9a und des Verschiebungssensors 53 relativ zum Hauptkörper 57 übereinstimmen, die Vereinigung der beiden Teile 9a und 53 erleichtert. Sowohl der Auswahlelektromotor 9a als auch der Verschiebungssensor 53 werden daher mit dem Hauptkörper 57 von der linken Seite in 8 aus vereinigt. Der Vereinigungsvorgang kann daher dadurch erleichtert werden, dass das Anordnen von Kabelbäumen erleichtert wird, die dem Auswahlelektromotor 9a und dem Verschiebungssensor 53 und dergleichen zugeordnet sind.
Obwohl bei der Ausführungsform der Verschiebungssensor 53 des Kontakttyps verwendet wird, als der Verschiebungssensor 53, kann auch ein berührungsfreier Sensor wie ein Annäherungssensor oder dergleichen eingesetzt werden. Wird ein berührungsfreier Sensor eingesetzt, kann das Problem ausgeschaltet werden, dass ein Berührungsabschnitt des Eingriffsvorsprungs 69 und des Eingriffsausnehmungsabschnitts 70 durch Schwingungen verschleißt, die im Betrieb einwirken. Als Detektormechanismus für einen berührungsfreien Sensor können verschiedene Mechanismen eingesetzt werden, die im Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise vom optischen Typ, vom elektromagnetischen Typ, von jenem Typ, der einen Hall-IC verwendet, und dergleichen. In diesen Fällen ist es nicht erforderlich, dass der berührungslose Sensor (entsprechend auch im Falle des Kontaktsensors) die Position im gesamten Schwingungsbereich des Schwenkarms 13a erfassen kann. Der Sensor ist ausreichend, so weit Positionen, die zur Durchführung des Auswahlvorgangs erforderlich sind, erfasst werden können, also drei Abschnittspositionen, nämlich zwei Endpositionen und die zentrale Position der Verschwenkung.
Weiterhin kann, unabhängig davon, ob der Verschiebungssensor 53 vom Berührungstyp oder ein berührungsfreier Sensor ist, der Verschiebungssensor 53 auch so ausgebildet sein, dass das Messsignal des Verschiebungssensors 53 zur Seite der Steuerung hin durch drahtlose Kommunikation übertragen wird. Durch drahtlose Übertragung des Messsignals kann ein Kabelbaum entfallen, der zum Verschiebungssensor 53 gehört. Weiterhin kann in diesem Fall der Verschiebungssensor 53 eine Bauteil enthalten, oder kann auch Energie von der Seite des Auswahlelektromotors 9a geliefert werden, der notwendigerweise einen Kabelbaum benötigt. Der Auswahlelektromotor 9a und der Verschiebungssensor 53 gehen stetig ineinander über, so dass es einfach ist, den Kabelbaum zum Liefern von Energie von dem Auswahlelektromotor 9a an den Verschiebungssensor 53 bereitzustellen.
Die 9 bis 12 sind Ansichten, die das Schaltbetätigungsglied 16a zeigen. Bei dem Schaltbetätigungsglied 16a ist ein Schaltelektromotor 18a, der in Normalrichtung und in entgegengesetzter Richtung drehen kann, fest durch einen Endabschnitt (den linken Endabschnitt der 9, 10, 12) eines Schaltgehäuses 17a gehaltert, das aus einem Nicht-Eisenmetall besteht, beispielsweise aus Leichtmetall oder dergleichen wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, und im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Bei der Ausführungsform ist ein Passabschnitt 76 für die Außendurchmesserseite in Form eines abgestuften Zylinders an dem einen Endabschnitt des Schaltgehäuses 17a vorgesehen, und ist ein Passabschnitt 77 für die Innendurchmesserseite, der an einem vorderen Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in den 9, 10, 12) des Schaltelektromotors 18a vorgesehen ist, innen in den Passabschnitt 76 für die Außendurchmesserseite eingepasst. Ein O-Ring 78 ist an einer Verriegelungsnut angebracht, die an einer Außenumfangsoberfläche des Passabschnitts 77 für die Innendurchmesserseite vorgesehen ist, und der O-Ring 87 wird elastisch zwischen einem unteren Abschnitt der Verriegelungsnut und einer Innenumfangsoberfläche des Passabschnitts 76 für die Außendurchmesserseite zusammengedrückt. In diesem Zustand stoßen Kupplungsflansche, die an der Außenumfangsoberfläche des Vorderendabschnitts des Schaltelektromotors 18a und an einer Außenumfangsoberfläche des Basisendabschnitts des Schaltgehäuses 17a vorgesehen sind, gegeneinander an, damit die beiden Kupplungsflansche durch Verbindungsbolzen 79, 79 verbunden werden können.
Wenn das Schaltgehäuse 17a und der Schaltelektromotor 18a vereinigt werden, während der O-Ring 78 an dem Passabschnitt 76 der Außendurchmesserseite druckbeaufschlagt wird, nimmt der Druck an der Innenseite des Schaltelektromotors 18a zu. Um zu verhindern, dass ein Dichtungsring 93, der zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Vorderendabschnitts des Schaltgehäuses 17a und einer Außenumfangsoberfläche eines Ausgangsteils 28a, das später erwähnt wird, vorgesehen ist, herausgedrückt wird, kann durch Beschränkung eines derartigen Druckanstiegs ein kleines Loch zum Belüften ebenfalls an einem Abschnitt des Schaltgehäuses 17a vorgesehen sein. Ein derartiges Loch wird durch ein Harz (Haftmittel) verschlossen, nachdem der Zusammenbau beendet ist. Wenn der Dichtungsring 93 am Ende eingebaut wird, oder der Druckanstieg begrenzt ist, ist eine derartige Überlegung nicht erforderlich.
Der O-Ring 78 verhindert, dass Fremdkörper wie Regenwasser oder dergleichen ins Innere des Schaltgehäuses 17a eindringen, und verhindert, dass Schmierstoff, der abgedichtet in dem Schaltgehäuse 17a vorhanden ist, herausleckt. Die Schmierung mit dem Schmierstoff schmiert die jeweiligen Wälzberührungsabschnitte, die ein dem Schaltgehäuse 17a vorgesehen sind, und schmiert den Gleitberührungsabschnitt zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Ausgangsteils 28a, das nachstehend erläutert wird, und einer Innenumfangsoberfläche eines Gleitlagers 29. In Bezug auf die Schmiermittelschmierung der jeweiligen Abschnitte auf diese Art und Weise wird das gleiche Schmiermittel insgesamt für das Schaltbetätigungsglied 16a eingesetzt, um eine Verschlechterung zu verhindern, die durch Mischen von Schmiermitteln hervorgerufen wird, wodurch ein geringerer Kostenaufwand erzielt wird, durch Vereinfachung der Kontrolle und des Vorgangs einer Schmiermittelnachfülllung. In Bezug auf den Schaltelektromotor 18a ist es vorzuziehen, einen Schaltelektromotor 18a einzusetzen, dessen Spezifikationen ebenso sind wie jene des Auswahlelektromotors 9a (5 bis 8) (von derselben Art), um eine Verringerung des Kostenaufwands zu erreichen. Wenn die Spezifikationen für die beiden Motoren 18a und 9a gleich gewählt werden, werden darüber hinaus, dass eine Verringerung des Kostenaufwands durch den Massenproduktionseffekt erzielt wird, die Kosten dadurch verringert, dass Abschnitte von Steuerschaltungen gemeinsam genutzt werden, und nicht berücksichtigt werden muss, dass ein fehlerhafter Zusammenbau verhindert werden muss. Weiterhin ist es vorzuziehen, unter dem Gesichtspunkt, die beiden Motoren 18a und 9a klein auszubilden, und schnell einen Gangwechselvorgang vornehmen zu können, die beiden Motoren 18a und 9a so einzusetzen, dass sie mit einer Versorgungsspannung betrieben werden, die höher ist als jene einer Batterie eines Kraftfahrzeugs nach dem Stand der Technik.
Weiterhin ist ein Abschnitt eines mittleren Abschnitts einer Kugelumlaufspindelwelle 20a in der Nähe ihres Basisendabschnitts so gehaltert, dass er sich nur mit Hilfe eines Wälzlagers 21 nach Art eines Kugellagers mit tiefer Nut oder dergleichen drehen kann (in einem Zustand, in welchem eine Verschiebung in Axialrichtung verhindert wird), an einem Abschnitt eines mittleren Abschnitts an der Innenseite des Schaltgehäuses 17a in der Nähe des Basisendes. Weiterhin kann die Drehung einer Ausgangswelle 22 auf die Kugelumlaufspindelwelle 20a übertragen werden, und zwar dadurch, dass ein Abschnitt eines Basisendabschnitts der Kugelumlaufspindelwelle 20a, der gegenüber dem Wälzlager 21 und der Ausgangswelle 22 des Schaltelektromotors 18a vorspringt, einen Zahneingriff (einschließlich eines Keileingriffs) aufweist, ähnlich wie bei dem voranstehend geschilderten Fall des Auswahlbetätigungsgliedes 8a. Weiterhin kann auch in Bezug auf die vorspringenden und zurückgenommenen Teile des Zahneingriffs im vorliegenden Fall eine Umkehrung dieser Teile im Vergleich zum dargestellten Fall erfolgen. Darüber hinaus kann die Kupplung der vorspringenden und zurückgenommenen Teile der Zahnkupplung in diesem Fall gegenüber dem dargestellten Fall umgekehrt sein. Weiterhin kann die Kugelumlaufspindelwelle 20a mit der Ausgangswelle 22 des Schaltelektromotors 18a vereinigt sein. Durch Vereinigen der Kugelumlaufspindelwelle 20a mit der Ausgangswelle 22 kann der Vorgang des Kuppelns der Kugelumlaufspindelwelle 20a und der Ausgangswelle 22 entfallen, und kann eine Kupplung an dem Kupplungsabschnitt vollständig wegfallen.
Weiterhin wird bei einem äußeren Ring 80 und einem inneren Ring 81 des Wälzlagers 21 in einem Zustand, in welchem ein Anstoßen an einen abgestuften Abschnitt 82 erfolgt, der an der Innenumfangsoberfläche des Schaltgehäuses 17a vorgesehen ist, über einen äußeren Ringsitz 83, der äußere Ring 80 an den abgestuften Abschnitt 82 durch eine Druckmutter 84 mit Zylinderform angedrückt, die so ausgebildet ist, dass sie an der Innenumfangsoberfläche des Schaltgehäuses 17a befestigt wird. Weiterhin ist der Innendurchmesser des Außenringsitzes 73 so gewählt, dass er kleiner ist als der Außendurchmesser einer Kugelmutter 23a, damit der Außenringsitz 83 als Anschlag dient. Der innere Ring 81 ist zwischen einem Anschlagring 85 (oder einem Flanschabschnitt, der mit der Kugelumlaufspindelwelle 20a vereinigt ist), der durch die Außenumfangsoberfläche des mittleren Abschnitts der Kugelumlaufspindelwelle 20a verriegelt wird, und einer Andruckmutter 86 eingeklemmt, die an einem Außengewindeabschnitt aufgeschraubt ist, der an der Außenumfangsoberfläche des Basisendabschnitts der Kugelumlaufspindelwelle 20a vorgesehen ist, zur Befestigung an der Außenumfangsoberfläche der Kugelumlaufspindelwelle 20a. Damit der Außenringsitz 83 als Anschlag dient, ist eine Oberfläche von zwei Seitenoberflächen des Anschlagrings 85 gegenüberliegend der Kugelmutter 23a stärker ausgenommen als eine Oberfläche von zwei Seitenoberflächen des Außenringsitzes 83 gegenüberliegend der Kugelmutter 23a in Axialrichtung (Richtung von 12).
Wenn daher die Kugelmutter 23a aus dem in 12 gezeigten Zustand nach links bewegt wird, wie in 13 gezeigt, stößt die Endoberfläche der Kugelmutter 23a gegen den Außenringsitz 83 an, jedoch nicht gegen den Anschlagring 85. Der Grund für eine derartige Konstruktion liegt darin, zu verhindern, dass die Endoberfläche in Axialrichtung der Kugelmutter 23a gegen einen Abschnitt anstößt, der an der Kugelumlaufspindelwelle 20a befestigt ist, um hierdurch einen Betriebsausfall zu verhindern, der durch Fehlausrichtung einer Kugel auftritt, die zwischen der Kugelmutter 23a und der Kugelumlaufspindelwelle 20a vorgesehen ist.
Weiterhin ist eine Kugelumlaufspindeleinrichtung 27a so ausgebildet, dass die Kugelmutter 23a in der Nähe der Kugelumlaufspindelwelle 20a angeordnet wird, und mehrere Kugeln zwischen einer äußeren Kugelumlaufspindelnut, die an der Außenumfangsoberfläche der Kugelumlaufspindelwelle 20a vorgesehen ist, und einer inneren Kugelumlaufspindelnut angeordnet werden, die an der Innenumfangsoberfläche der Kugelmutter 23a vorgesehen ist. Weiterhin bestehen sowohl die Kugelumlaufspindelwelle 20a als auch die Kugelmutter 23a sowie die jeweiligen Kugeln aus einem eisenhaltigen Material aus Lagerstahl und dergleichen, um ein Spiel zu verhindern, das bei einer Temperaturänderung im Gebrauch auftritt, um Unterschiede des Ausmaßes der Wärmeausdehnung zu verringern. Weiterhin sind zumindest Abschnitte, die in Wälzberührung miteinander gelangen, mit Schichten versehen, die durch Wärmebehandlung gehärtet sind, um die Wälzlebensdauer dieser Abschnitte sicherzustellen. Als Wärmebehandlung, die in diesem Fall ausgeführt wird, wird eine dauernde Wärmebehandlung entsprechend dem Material ausgewählt unter Abschreckungshärten, Karbonisierung, Karbonitrieren, Hochfrequenz-Wärmebehandlung und dergleichen. Weiterhin ist vorzuziehen, dass eine Oberflächenhärte der gehärteten Schicht von etwa HRc55 oder mehr vorhanden ist, und die Dicke der Schicht etwa 0,1 bis 1,5 mm beträgt. In Bezug auf die mehreren Kugeln können auch Kugeln verwendet werden, die aus Keramik bestehen, etwa Siliziumnitrid und dergleichen. Wenn aus Keramik bestehende Kugeln verwendet werden, kann das Auftreten einer Metallberührung an einem Wälzberührungsabschnitt sicher vermieden werden, und selbst dann, wenn ein Schmierfehler auftritt, wirkt sich der Fehler kaum in Bezug auf eine wesentliche Beschädigung wie Fressen oder dergleichen aus.
Als Verfahren zur Bearbeitung der äußeren Kugelumlaufspindelnut an der Außenumfangsoberfläche der Kugelumlaufspindelwelle 2a und als Verfahren zur Bearbeitung der inneren Kugelumlaufspindelnut an der Innenumfangsoberfläche der Kugelmutter 23a können verschiedene Verfahren eingesetzt werden, die im Stand der Technik bekannt sind, beispielsweise Schneidbearbeitung, wobei dann, wenn die Kugelumlaufspindelnuten durch plastische Verformung erzeugt werden, Kugelumlaufspindelnuten mit hervorragender Standfestigkeit kostengünstig hergestellt werden können. Als in diesem Fall verwendete, plastische Verformung ist die Stabverformung wesentlich in Bezug auf die äußere Kugelumlaufspindelnut, und ist Kaltumformen wesentlich in Bezug auf die innere Kugelumlaufspindelnut.
In jedem dieser Fälle ist es vorzuziehen, einen wirksamen Spalt von etwa 1 bis 250 μm als Spalt in Axialrichtung vorzusehen, um den Energieverbrauch zu verringern, und die Standfestigkeit zu erhöhen. Wenn die Kugelumlaufspindeleinrichtung 27s keinen Spalt aufweist (unter Vorspannung gesetzt wird), wird nämlich der Energieverbrauch des Schaltelektromotors 18a erhöht. Durch Schwingungen, bei denen eine unbelastete Kugel bei etwa 200 bis 300 Hz verschoben wird, wie dies bei einer Brennkraftmaschine im Betrieb auftritt, kann ein Verschleiß durch Fressen bei den jeweiligen Kugelumlaufspindelnuten hervorgerufen werden. Im Gegensatz hierzu wird, wenn das Spiel in Axialrichtung einen positiven Wert von etwa 1 bis 250 μm aufweist, nicht nur der Energieverbrauch des Schaltelektromotors 18a verringert, sondern auch der Verschleiß infolge von Fressen verringert. Wenn der Wert des Spiels in Axialrichtung größer oder gleich 300 μm beträgt, wird entsprechend ein Verschleiß durch Fressen hervorgerufen.
Die Kugelmutter 23a wird in Axialrichtung der Kugelumlaufspindelwelle 20a entsprechend der Drehung der Kugelumlaufspindelwelle 20a verschoben, da die Drehung der Kugelmutter 23a an sich wie nachstehend erläutert eingeschränkt ist. Eine Endoberfläche (die rechte Endoberfläche in 12) der Kugelmutter 23a ist darüber hinaus mit einem Basisendabschnitt des Ausgangsteils 28a in Form eines Kreiszylinders gekuppelt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abschnitt 87 mit großem Durchmesser, der an einer Innenumfangsoberfläche des Basisendabschnitts des Ausgangsteils 28a vorgesehen ist, außen auf einen Kupplungsvorsprungsabschnitt 88 in Form eines Kreiszylinders aufgepasst, der an einem zentralen Abschnitt einer Vorderendoberfläche (der rechten Endoberfläche von 12) der Kugelmutter 23a ohne Spiel vorspringt. Durch Verbördeln eines Basisendrandes des Ausgangsteils 28a mit einer Verriegelungsnut 89, die an der Außenumfangsoberfläche des Basisendabschnitts des Kupplungsvorsprungsabschnitts 88 vorgesehen ist, werden das Ausgangsteil 28a und die Kugelmutter 23a fest miteinander verbunden. Bei dieser Vorgehensweise wird eine Anordnung, die eine Axialdruckbelastung in zwei Richtungen zwischen dem Ausgangsteil 28a und der Kugelmutter 23a übertragen kann, und zwar spielfrei, kostengünstig erzielt. Weiterhin wird ein Basishalbabschnitt (der linke Halbabschnitt von 12) des Ausgangsteils 28a durch die Form eines hohlen Kreiszylinders gebildet, um eine Störung mit der Kugelumlaufspindelwelle 20a zu verhindern. Durch diesen Aufbau wird ein erforderlicher Hub sichergestellt, wobei verhindert wird, dass die Länge in Axialrichtung der Kugelmutter 23a stärker als erforderlich vergrößert wird.
Weiterhin ist es vorzuziehen, dass das Ausgangsteil 28a aus einem Material besteht, das unter Berücksichtigung einer Verhinderung von Rost ausgewählt wird, da das Ausgangsteil 28a im Gebrauch der Außenluft ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck besteht das gesamte Ausgangsteil 28a aus Edelstahl, oder zumindest ein Abschnitt der Außenumfangsoberfläche des Ausgangsteils 28a, der gegenüber dem Schaltgehäuse 17a freiliegt, wenn dieses in Benutzung ist, mit einem Korrosionsverhinderungsschichtfilm versehen, etwa aus einer Plattierungsschicht, einer Harzschicht, oder dergleichen. Durch diese Ausbildung wird bei der Außenumfangsoberfläche des Ausgangsteils 28a verhindert, dass Korrosion auftritt, und wird ein Gleitwiderstand zwischen der Außenumfangsoberfläche des Ausgangsteils 28a und einer Innenumfangsoberfläche des Gleitlagers 29, wie nachstehend genauer erläutert wird, verhindert, infolge erhöhter Korrosion.
Die Außenumfangsoberfläche des mittleren Abschnitts des Ausgangsteils 28a wird in Gleitberührung mit dem Gleitlager 29 gebracht, das durch die Innenumfangsoberfläche des Vorderendabschnitts (des rechten Endabschnitts in den 9, 10, 12) des Schaltgehäuses 17a verriegelt wird. Es wird eine ausreichende Abmessung in Axialrichtung des Gleitlagers 29 sichergestellt, um Steifigkeit gegen eine Momentenbelastung sicherzustellen, die auf das Ausgangsteil 28a einwirkt. Weiterhin wird ein Vorderendabschnitt des Ausgangsteils 28a durch eine gegabelte Form gebildet, um den mittleren Abschnitt eines Antriebsarms 16b, der in Eingriff mit einem Keil steht, mit dem Endabschnitt der Schaltwelle 2a zu kuppeln, wie dies in den 14 bis 16 gezeigt ist. Daher ist ein mittlerer Abschnitt des Antriebsarms 16b mit einem Langloch 90 versehen, das in Durchmesserrichtung der Schaltwelle 2a verläuft, und ist der mittlere Abschnitt in einen Ausnehmungsabschnitt 91 eingeführt, der an einer vorderen Endoberfläche des Ausgangsteils 28a in Richtung des Durchmessers vorgesehen ist. Weiterhin steht ein Stift 92, der an dem Vorderendabschnitt des Ausgangsteils 28a befestigt ist, im Eingriff mit dem Langloch 90 in einem solchen Zustand, in welchem der Ausnehmungsabschnitt 91 überquert wird. Durch Ausbildung der elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe gemäß dem Beispiel auf die geschilderte Art und Weise wird ermöglicht, dass die Schaltwelle 2a verschwenkt werden kann, um in einem Zustand verschoben zu werden, in welchem das Schaltgehäuse 17a an der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a befestigt ist.
Hierbei ist das Schaltgehäuse 17a mit einem Flansch 17c zur Anbringung am Getriebegehäuse 1a versehen. Eine Berührungsoberfläche 17d des Befestigungsflansches 17c in Berührung mit dem Getriebegehäuse 1a verläuft nicht parallel mit einer Zentrumsachse des Ausgangsteils 28a, so dass die Zentrumsachse des Schaltbetätigungsgliedes 16a und des Schaltelektromotors 18a entfernt von dem Getriebegehäuse 1a angeordnet ist. Auch bei dieser Ausbildungsform, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, kann der Durchmesser des Schaltelektromotors 18a größer ausgebildet sein als das Doppelte der Entfernung zwischen der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a und dem Zentrum des Keilzylinders (Entfernung von einem Achsenzentrum des Ausgangswellenteils 28a zur Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a an einem Achsenzentrumabschnitt der Schaltwelle) L₅ (D₁₈>2L₅).
Weiterhin besteht, wie voranstehend geschildert, das Schaltgehäuse 17 aus einem Nicht-Eisenmetall wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung und dergleichen, und wird aus demselben Material hergestellt wie das Getriebegehäuse 1a. Daher wird ein geringes Gewicht des Schaltgehäuses 17a erzielt, und wird das Auftreten von Rattern infolge einer Temperaturänderung im Gebrauch verhindert, durch Verringerung des Unterschiedes zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Schaltgehäuses 17a und des Getriebegehäuses 1a.
Weiterhin wird bei dem Beispiel, wie in 10 gezeigt, Bei dem Ausgangsteil 28a und der Kugelmutter 23a verhindert, dass sie sich drehen, durch Eingriff eines Führungsstiftes 33a, der an dem Vorderendabschnitt des Schaltgehäuses 17a befestigt ist, mit einer Führungsnut 32a, die an der Außenumfangsoberfläche der Kugelmutter 23a in Axialrichtung vorgesehen ist. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, eine derartige Arretierungsanordnung mit der Führungsnut 32a und dem Führungsstift 33a vorzusehen. Im Falle des Beispiels werden, wie voranstehend erläutert, das Ausgangsteil 28a und die Kugelmutter 23a, die an dem Ausgangsteil 28a befestigt ist, daran gehindert, dass sie sich drehen, infolge des Eingriffs zwischen dem Antriebsarm 15a und dem Ausnehmungsabschnitt 91. Daher kann die Arretierungsanordnung durch die Führungsnut 32a und den Führungsstift 33a weggelassen werden. Darüber hinaus ist, selbst wenn die Arretierungsanordnung mit dem Führungsstift vorhanden ist, die Arretierungsanordnung nicht auf den Aufbau beschränkt, bei welchem der Führungsstift 33a an dem Schaltgehäuse 17a befestigt ist, durch Anschlag mit Hilfe einer Schraube, wie dies in 10 gezeigt ist, da nämlich, wie in 16 gezeigt, auch eine Anordnung vorgesehen werden kann, bei welcher einfach ein Führungsstift 33b in Form eines Kreiszylinders an dem Schaltgehäuse 17a befestigt ist.
Wie voranstehend erläutert, ändert die elektrische Antriebseinrichtung gemäß der Ausführungsform die Gänge der Gangschalteinheit, die in dem Getriebegehäuse 1a vorgesehen ist, auf folgende Art und Weise. Zuerst wird der Schwenkarm 13a verschwenkt, damit er in Richtung nach oben und unten in den 3, 4, 8 verschoben wird, durch Drehen des Auswahlelektromotors 9a, der das Auswahlbetätigungsglied 8a bildet, in einer vorbestimmten Richtung. Weiterhin wird ein Auswahlvorgang dadurch durchgeführt, dass die Schaltwelle 2a in Axialrichtung in einer vorbestimmten Richtung verschoben wird, über die Verriegelungsklaue 7, durch den Eingriffsvorsprungsabschnitt 14a, der an dem Vorderendabschnitt des Verriegelungsarms 13a vorgesehen ist. In diesem Fall wird die Position der Schaltwelle 2a in Axialrichtung durch den Verschiebungssensor 53 erfasst.
Nach Durchführung des Auswahlvorgangs auf die genannte Art und Weise wird die Schaltwelle 2a in einer vorbestimmten Richtung über den Antriebsarm 15b gedreht, durch Ausfahren bzw. Einfahren des Schaltbetätigungsgliedes 16a, um einen Schaltvorgang durchzuführen. Bei der Ausführung eines Schaltvorgangs auf diese Art und Weise wird die Kugelumlaufspindelwelle 20a in einer vorbestimmten Richtung gedreht, durch den Schaltelektromotor 18a. Weiterhin werden die Kugelmutter 23a und das Ausgangsteil 28a in Axialrichtung durch die Kugelumlaufspindeleinrichtung 27a verschoben, um den Antriebsarm 15b zu drücken bzw. zu ziehen.
Hierbei wird das Schaltbetätigungsglied 16a aus einem Neutralzustand entsprechend dem Neutralzustand (einem Zustand in der Mitte der Längenabmessung) zu einem vollständig ausgefahrenen Zustand oder einem völlig eingefahrenen Zustand verschoben. Ein Gangwechselvorgang zur aufeinanderfolgenden Ausführung des Auswahlvorgangs und des Schaltvorgangs auf diese Art und Weise werden durch elektrische Steuerung durch eine Steuerung durchgeführt, während die Verschiebung in der Auswahlrichtung (X-Richtung) und die Verschiebung in der Schaltrichtung (Y-Richtung) in eine Beziehung gesetzt werden.
Als nächstes zeigt 17 ein abgeändertes Beispiel für die zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Beispiel sind ein Auswahlgehäuse 51a zur Aufnahme des Auswahlbetätigungsgliedes 8a und ein Schaltgehäuse 17b zur Aufnahme des Schaltbetätigungsgliedes 16a einstöckig ausgebildet. Durch Verbinden eines Befestigungsflansches 71a, der gemeinsam für die beiden Gehäuse 51a und 17b vorgesehen ist, mit der Außenoberfläche des Getriebegehäuses 1a (3) wird ermöglicht, dass die beiden Betätigungsglieder 8a und 6a an der Außenoberfläche befestigt werden können. Bei diesem Beispiel kann durch Einsatz einer derartigen Konstruktion der Raum zum Anbringen der beiden Betätigungsglieder 8a und 16a verringert werden, und wird der Anbringungsvorgang erleichtert.
Zwar wurde bei den voranstehend geschilderten, jeweiligen Beispielen als Schaltbetätigungsglied eine Anordnung beschrieben, bei welcher eine Kugelumlaufspindelwelle gedreht wird, ohne dass die Kugelumlaufspindelwelle in Axialrichtung bewegt wird, und die Kugelmutter in Axialrichtung bewegt wird, ohne die Kugelmutter zu drehen, jedoch ist die Kugelumlaufspindeleinrichtung, welche das Schaltbetätigungsglied bildet, welches die elektrische Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung bildet, nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt, sondern können auch die folgenden drei Arten von Anordnungen eingesetzt werden. Eine erste Anordnung ist eine solche Anordnung, bei welcher eine Kugelumlaufspindelwelle mit einer Kugelmutter ein Eingriff gebracht wird, die nicht gedreht, und in Axialrichtung bewegt wird, und sich sowohl drehen als auch in Axialrichtung bewegen kann. Eine zweite Anordnung ist eine Anordnung, bei welcher eine Kugelumlaufspindelwelle im Eingriff mit einer Kugelmutter steht, die nur gedreht wird, und nicht in Axialrichtung bewegt wird, und sich in Axialrichtung bewegen kann, in einem Zustand, in welchem sie an einer Drehung gehindert wird. Eine dritte Anordnung ist eine solche Anordnung, bei welcher eine Kugelmutter im Eingriff mit einer Kugelumlaufspindelwelle steht, die nicht gedreht wird, und sich in Axialrichtung bewegt, sondern sich drehen und in Axialrichtung bewegen kann.
Obwohl eine Erläuterung der Erfindung mit Einzelheiten und in Bezug auf spezielle Ausführungsformen erfolgte, wie voranstehend beschrieben, wissen Fachleute, dass die Erfindung auf verschiedene Arten und Weisen abgeändert oder modifiziert werden kann, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung (japanische Patentanmeldung Nr. 2002-016500), eingereicht am 25. Januar 2002, und auf der japanischen Patentanmeldung (japanische Patentanmeldung Nr. 2002-028542), eingereicht am 05. Februar 2002, deren Inhalte durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Gemäß der Erfindung kann ein elektrisches Betätigungsglied zur Verfügung gestellt werden, welches schnell und sicher einen Schaltvorgang durchführen kann. Wenn das elektrische Betätigungsglied beispielsweise bei einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Getriebe eingesetzt wird, kann ein unbehagliches Gefühl, das ein Fahrer hat, bei einem Gangwechsel verringert oder verhindert werden, durch Erzielung eines schnellen Gangwechselvorgangs.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Abschnitt einer Außenoberfläche 41a, der bei einem zweiten Elektromotor 18b vorgesehen ist, ist stärker ausgenommen als ein Abschnitt des Vorspringens einer Schaltwelle 2a. Bei diesem Aufbau ist ein Außendurchmesser D₁₈ des Schaltelektromotors 18b vergrößert, während die Steifigkeit einer Schaltwelle 2a sichergestellt ist, durch Beschränkung des Ausmaßes des Vorspringens der Schaltwelle 2a. Weiterhin wird ein schneller und sicherer Gangwechselvorgang ermöglicht, durch Erhöhung der Ausgangsleistung des Schaltelektromotors 18b.

Claims

Elektrisches Betätigungsglied, das an einer Außenoberfläche eines Gehäuses befestigt ist, das in seinem Inneren einen angetriebenen Abschnitt aufweist, zum Antrieb eines Übertragungsteils, das von der Außenoberfläche vorspringt, zum Antrieb des angetriebenen Abschnitts, wobei das elektrische Betätigungsglied aufweist: einen Elektromotor; und ein Ausgangsteil zur Übertragung einer Verschiebung auf Grundlage einer Drehung des elektrischen Motors an das Übertragungsteil, wobei der Radius des Elektromotors größer ist als die Entfernung von einem Achsenzentrum des Ausgangsteils, das an dem Achsenzentrumsabschnitt des Übertragungsteils angeordnet ist, zur Außenoberfläche des Gehäuses.
Elektrisches Betätigungsglied nach Anspruch 1, bei welchem die Außenoberfläche des Gehäuses mit einem Ausnehmungsabschnitt versehen ist, und ein Abschnitt eines Gehäuses des Elektromotors zum Vorspringen in den Ausnehmungsabschnitt veranlasst wird.
Elektrisches Betätigungsglied nach Anspruch 1, bei welchem die Außenoberfläche des Gehäuses eine Schrägoberfläche ist, die mit einem Vorsprung zum Vorspringen des Übertragungsteils versehen ist, und einem Abschnitt zum Anbringen eines Gehäuses des Elektromotors, wobei die Abschnitte stetig ineinander übergehen.
Elektrisches Betätigungsglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem weiter vorgesehen sind: ein Betätigungsgliedgehäuse, eine Kugelumlaufspindelwelle, die im Inneren des Betätigungsgliedgehäuses vorgesehen ist, eine Kugelmutter, die sich entlang der Kugelumlaufspindelwelle hin- und herbewegt, und eine Innenumfangsoberfläche des Betätigungsgliedgehäuses, die mit einem Anschlag versehen ist, um zu verhindern, dass eine Endoberfläche in Axialrichtung der Kugelmutter gegen einen Abschnitt anstößt, der an der Kugelumlaufspindelwelle befestigt ist.