JP2002130470A - 変速機用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速動作を行なわせる為のアクチュエータの
設置位置の自由度を向上させ、自動車設計の容易化を図
る。 【解決手段】 シフト動作の為にスプラインチューブ５
を回転駆動する為の第二のアクチュエータ１１の出力
を、ボーデンワイヤ２６により、上記スプラインチュー
ブ５に伝達する。この構成により、上記第二のアクチュ
エータ１１の設置位置の自由度を向上させて、上記課題
を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る変速機用駆動
装置は、自動車用変速機の変速比を自動的に、或は運転
者の指示に従って切り替える為の駆動装置に関し、設置
空間の自由度を向上させる事により、自動車設計の容易
化を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の変速機として従来から、運転
者がクラッチペダルと共にシフトレバーを操作する事に
よりギヤを切り換える手動変速機、或は運転状況に応じ
て変速機を自動的に切り換える自動変速機が、広く使用
されている。又、このうちの自動変速機としては、複数
組の遊星歯車機構を組み合わせたもの、可変式のプーリ
と無端ベルトとを組み合わせたもの、対となるディスク
同士の間に挟持したパワーローラの傾斜角度を変えるも
の等が、従来から使用されている。更に、従来手動変速
機として使用されていた変速ユニットの切り換えを自動
的に行なえる様にすると共に、クラッチの断接を自動的
に行なえる様にした自動車用変速機も、操作が容易で、
しかも伝達効率が一般的な自動変速機に比べて高い事、
更には小型・軽量で低コストにできる事から、近年使用
される様になっている。

【０００３】この様な自動車用変速機で変速ユニットを
構成するギヤの切り換えを行なう為の構造として従来か
ら、油圧式のもの、或は特開平２−２７３０５１号公報
に記載されている様な機械式のもの等、各種構造のもの
が知られている。周知の様に、上記変速ユニットは、切
換シャフトを軸方向に変位する事によりセレクト動作
（一般的な手動式フロアシフト車でシフトレバーを車両
の幅方向に変位させる事により行なう動作で、変速の為
のギヤを選択する動作）を、同じく回転させる事により
シフト動作（同じくシフトレバーを車両前後方向に変位
させる事により行なう動作で、選択したギヤに対応する
シンクロメッシュ機構を結合する動作）を、それぞれ行
なわせる。

【０００４】例えば、図２に示す様に、前進５段（１速
〜５速）、後退１段（Ｒ）の６種類の変速状態を実現す
る変速ユニットで考えた場合、セレクト動作では、何れ
の変速状態ともならない（シンクロメッシュ機構がフリ
ー状態となっている）ニュートラル状態のまま、図２の
左右方向両端位置と左右方向中央位置との３種類の位置
を選択する。又、シフト動作では、このニュートラル状
態での３種類の位置から、何れかの方向（図２の上方又
は下方）に変位させ、何れかのシンクロメッシュ機構を
接続状態として、何れかの変速状態とする。

【０００５】上述の様なセレクト動作とシフト動作とを
自動的に行なわせる為には、変速ユニットに組み込んだ
切換シャフトを軸方向に変位させるセレクト動作を行な
わせる為の第一のアクチュエータと、選択したギヤを噛
合状態にすべく上記切換シャフトを回転させるシフト動
作を行なわせる為の第二のアクチュエータとを設ける必
要がある。

【０００６】

【本発明に先立って発明した構造】この様な事情に鑑み
て本発明者は先に、図３〜４に示す様な変速機用駆動装
置を発明した。先ず、この先発明に係る構造に就いて説
明する。図示しない変速ユニットの変速状態を切り替え
る切換シャフト１は、この変速ユニットを収納した、図
示しない変速機ケースに設けた通孔から、この変速機ケ
ース外に突出している。上記切換シャフト１を軸方向に
変位させたり回転させる為の変速機用駆動装置は、上記
変速機ケースの外面に取付固定するハウジング２に組み
付けている。このハウジング２は、収納筒部３の基端部
（図３の左端部）に取付フランジ４を設けたもので、こ
の収納筒部３の基端側開口を上記変速機ケースの通孔に
整合させた状態で、この変速機ケースの外面に結合固定
される。

【０００７】上記収納筒部３内にはスプラインチューブ
５の両端部を、それぞれが単列深溝型である、１対の玉
軸受６ａ、６ｂにより、回転のみ自在に支持している。
図示の例では、上記スプラインチューブ５の基半部（図
３の左半部）内周面を先半部（図３の右半部）内周面よ
りも少し小径にすると共に、このうちの基半部内周面を
雌スプライン部７としている。又、上記スプラインチュ
ーブ５内には、上記切換シャフト１の先端部に、この切
換シャフト１と同心に結合された（図示の例ではこの切
換シャフト１と一体に設けられた）押し引きロッド８を
挿通している。図示の例では、この押し引きロッド８の
基半部（図３の左半部）外周面を先半部（図３の右半
部）外周面よりも少し大径にすると共に、このうちの基
半部外周面を雄スプライン部９としている。そして、こ
の雄スプライン部９を上記雌スプライン部７に、円周方
向に関してがたつきなく、軸方向に関して摺動自在にス
プライン係合させている。

【０００８】上記スプラインチューブ５と上記押し引き
ロッド８とのうち、押し引きロッド８の先端部（図３の
右端部）には第一のアクチュエータ１０の出力部を結合
し、この押し引きロッド８を軸方向に変位自在としてい
る。この第一のアクチュエータ１０は、後述する図４に
示した第二のアクチュエータ１１と同様に、電動モータ
とボールスプライン式の送りねじ機構とを組み合わせ
た、電動式リニアアクチュエータである。又、上記第一
のアクチュエータ１０と上記切換シャフト１との間に設
ける動力伝達機構に関する詳しい図示並びに説明は省略
するが、この動力伝達機構は、上記切換シャフト１の回
転を許容しつつ、この切換シャフト１を軸方向に変位さ
せる機能を有する。

【０００９】一方、上記スプラインチューブ５の中間部
基端寄り部分には揺動腕１２の基端部（図３〜４の上端
部）に設けた支持環１３を、上記スプラインチューブ５
に対する相対回転を不能にした状態で外嵌固定してい
る。この為に図示の例では、上記支持環１３の内周面と
上記スプラインチューブ５の外周面との間にキー１４を
掛け渡している。上記揺動腕１２には、上記スプライン
チューブ５の径方向に長い係合孔１５を設け、この係合
孔１５に係合させた係合ピン１６を、第二のアクチュエ
ータ１１により押し引き自在としている。変速ユニット
のシフト動作を行なう際には、この第二のアクチュエー
タ１１により上記係合ピン１６を押し引きし、上記揺動
腕１２を介して上記スプラインチューブ５を所定角度揺
動変位させる。このスプラインチューブ５の揺動は、前
記雌スプライン部７と前記雄スプライン部９とのスプラ
イン係合に基づいて前記切換シャフト１に伝わり、上記
シフト動作が行なわれる。

【００１０】上記第二のアクチュエータ１１は、図４に
示す様に、電動モータ１７と、ボールねじ式の送りねじ
装置１８とを組み合わせたリニアアクチュエータであ
る。この送りねじ装置１８を構成するボールねじ１９
は、アクチュエータハウジング２０内に、単列深溝型の
玉軸受２１により回転のみ自在に支持されており、上記
電動モータ１７への通電に基づいて、所望方向に回転駆
動される。この様なボールねじ１９の周囲にはボールナ
ット２２を配置し、これらボールねじ１９とボールナッ
ト２２とを、複数個のボールを介して係合させている。

【００１１】又、このボールナット２２の先端面（図４
の左端面）に突設した結合部には、請求項に記載した出
力部材である、出力ロッド２３の基端部（図４の右端
部）を結合固定している。この出力ロッド２３は上記第
二のアクチュエータ１１を構成するケース２９内に、滑
り軸受３３により、軸方向の変位自在に支持されてい
る。又、上記出力ロッド２３は、上記ケース２９の開口
部に装着したシールリング３４の内側に挿通している。
そして、上記出力ロッド２３の先端部（図４の左端部）
に支持した係合ピン１６を、前記揺動腕１２に設けた係
合孔１５に係合させている。従って、上記出力ロッド２
３及びこの出力ロッド２３の基端部を結合固定した上記
ボールナット２２が回転する事はない。この為、上記電
動モータ１７により上記ボールねじ１９を所望方向に回
転させれば、上記ボールナット２２及び出力ロッド２３
が軸方向（図３の表裏方向、図４の左右方向）に変位
し、上記揺動腕１２を介して前記スプラインチューブ５
を回転させ、図示しない変速ユニットにシフト動作を行
なわせる。

【００１２】尚、前記収納筒部３の一部には通孔２４を
設け、この通孔２４を通じて、上記揺動腕１２をこの収
納筒部３外に突出させている。これに伴って、この収納
筒部３の内周面と上記スプラインチューブ５の外周面と
の間部分で上記通孔２４を軸方向両側から挟む２個所位
置にはそれぞれシールリング２５ａ、２５ｂを設けてい
る。これら各シールリング２５ａ、２５ｂは、上記通孔
２４から上記収納筒部３内に入り込んだ異物が、前記各
玉軸受６ａ、６ｂや変速機ユニット内に入り込むのを防
止する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な先に考えた
変速機用駆動装置は、セレクト動作を行なわせる為の第
一のアクチュエータ１０及びシフト動作を行なわせる為
の第二のアクチュエータ１１を、何れも切換シャフト１
及びスプラインチューブ５を収納したハウジング２に隣
接する状態で設置している。そして、このハウジング２
に対する上記第一、第二のアクチュエータ１０、１１の
設置位置の自由度が小さい。この為、自動車の設計を行
なう際に、変速ユニットを収納した変速機ケースに隣接
する部分に、上記ハウジング２だけでなく、上記第一、
第二のアクチュエータ１０、１１を設置する為の空間も
確保する必要がある。

【００１４】手動変速機の変速ユニットを使用して、ク
ラッチペダルが不要な自動変速機或は半自動変速機を構
成する場合には、元々は手動変速機を搭載していた自動
車の車体をそのまま利用する場合が多い。この為、上記
第一、第二のアクチュエータ１０、１１の設置空間を確
保する事が難しい場合が多く、自動変速機或は半自動変
速機の実現を妨げる原因となる場合がある。これに対し
て、上記第一、第二のアクチュエータの一方又は双方
を、上記変速機ケースから離れた場所に設置できるので
あれば、自動車設計の自由度が増し、元々は手動変速機
を搭載していた自動車の車体をそのまま利用しつつ、自
動変速機或は半自動変速機を容易に実現できる事にな
る。本発明の変速機用駆動装置は、この様な事情に鑑み
て発明したものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の変速機用駆動装
置は、従来から考えられている変速機用駆動装置と同様
に、軸方向変位及び回転に伴って変速状態を切り換える
切換シャフトと、複数のギヤのうちから所望のギヤを選
択可能にすべく、この切換シャフトを軸方向に変位させ
るセレクト動作を行なわせる為の第一のアクチュエータ
と、選択したギヤを噛合状態にすべく上記切換シャフト
を回転させるシフト動作を行なわせる為の第二のアクチ
ュエータとを備える。

【００１６】特に、本発明の変速機用駆動装置に於いて
は、上記第一、第二のアクチュエータのうちの少なくと
も一方のアクチュエータの出力部材と上記切換シャフト
を駆動する部分との間に、アウターチューブ内にインナ
ーケーブルを挿通して成るボーデンワイヤ（プッシュ・
プルワイヤケーブル）を、このインナーケーブルの一端
を上記出力部材に結合すると共に、このインナーケーブ
ルの他端を上記切換シャフトを駆動する部分に結合した
状態で設けている。又、上記アクチュエータとして好ま
しくは、ボールねじ軸と、このボールねじ軸の周囲に複
数個のボールを介して係合したボールナットと、このボ
ールナットと上記ボールねじとのうちの一方の部材を回
転駆動する電動モータと、これらボールナットとボール
ねじとのうちの他方の部材の直線運動を取り出す為の出
力部材とを備えたものを使用する。

【００１７】

【作用】上述の様に構成する本発明の変速機用駆動装置
の場合には、ボーデンワイヤを介して切換シャフトを駆
動するアクチュエータを、変速ユニットを収納した変速
機ケースから離れた位置に設置できる。この為、この変
速機ケースの近傍に上記アクチュエータを設置すべき空
間がなくても、手動変速機を構成する変速ユニットを利
用して自動変速機或は半自動変速機を実現できる為、自
動車の設計が容易になる。又、上記アクチュエータとし
て、ボールねじ機構を組み込んだ電動式のものを使用す
れば、正逆何れの方向に関しても伝達効率が良好な構造
を実現して、少ないエネルギで円滑な動作を実現でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の１
例を示している。尚、本例の構造のうち、変速機用駆動
装置部分の構造に就いては、前述の図３に示した先に考
えた構造の場合と同様であるから、同等部分に関する図
示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の
特徴部分を中心に説明する。

【００１９】上記変速機用駆動装置を構成するスプライ
ンチューブ５を回転方向に揺動変位させる為、このスプ
ラインチューブ５の中間部外周面に外嵌固定した揺動腕
１２の先端部（図１の下端部）とこのスプラインチュー
ブ５を回転方向に駆動する為の第二のアクチュエータ１
１との間に、ボーデンワイヤ２６を設けている。この第
二のアクチュエータ１１を構成するボールナット２２或
は出力ロッド２３とケース２９との間には、これらボー
ルナット２２及び出力ロッド２３の回転を防止する為の
回り止め機構を設けている。

【００２０】又、上記ボーデンワイヤ２６は、アウター
チューブ２７にインナーケーブル２８を挿通して成る周
知構造を有するもので、このアウターチューブ２７の一
端開口から露出した上記インナーケーブル２８の一端を
押し引きする事により、上記アウターチューブ２７の他
端開口から露出した上記インナーケーブル２８の他端が
押し引きされる。この様なボーデンワイヤ２６を構成す
るアウターチューブ２７の両端部のうち、一端（図１の
右下端）は、上記第二のアクチュエータ１１を構成する
ケース２９にその基端部を固定した、入力側支持ブラケ
ット３０に、１対のナット３１、３１により支持固定し
ている。これに対して、上記アウターチューブ２７の他
端（図１の左上端）は、上記スプラインチューブ５を収
納したハウジング２の外面に固定した出力側支持ブラケ
ット３２に、やはり１対のナット３１、３１により支持
固定している。

【００２１】そして、上記アウターチューブ２７の両端
開口から露出した上記インナーケーブル２８の両端部の
うちの一端部を、上記第二のアクチュエータ１１の出力
ロッド２３の先端部に結合固定している。これに対し
て、上記インナーケーブル２８の他端部は、前記揺動腕
１２の先端部に結合固定している。従って上記第二のア
クチュエータ１１を構成する電動モータ１７への通電に
基づいて上記出力ロッド２３を軸方向に変位させれば、
上記インナーケーブル２８が上記揺動腕１２を介して上
記スプラインチューブ５を所望方向に所望角度だけ回動
させて、図示しない変速ユニットにシフト動作を行なわ
せる。

【００２２】上述の様に構成する本発明の変速機用駆動
装置の場合には、上記インナーケーブル２８を介して上
記スプラインチューブ５を回転駆動する第二のアクチュ
エータ１１を、変速ユニットを収納した変速機ケースか
ら離れた位置に設置できる。この為、この変速機ケース
の近傍に上記第二のアクチュエータ１１を設置すべき空
間がなくても、手動変速機を構成する変速ユニットを利
用して自動変速機或は半自動変速機を実現する為の設計
が容易になる。

【００２３】尚、図示の例では、シフト動作を行なわせ
るべく、上記スプラインチューブ５を回転駆動する為の
第二のアクチュエータ１１の出力部とこのスプラインチ
ューブ５との間にボーデンワイヤ２６を設けた場合に就
いて示した。これに対して、切換シャフト１を軸方向に
変位させる為の第一のアクチュエータ１０（図３）の出
力部とこの切換シャフト１の端部との間にボーデンワイ
ヤを設け、この第一のアクチュエータ１０の設置位置の
自由度を向上させる事もできる。

【００２４】又、アクチュエータとしても、電動モータ
と送りねじ機構とを組み合わせた電動式のものに限ら
ず、油圧式のものでも良い。即ち、油圧シリンダの如き
油圧式のアクチュエータにより変速ユニットを駆動する
構造であっても、ボーデンワイヤを使用する事によりア
クチュエータの設置位置の自由度を向上させて、元々は
手動変速機を搭載していた自動車の車体をそのまま利用
しつつ、自動変速機或は半自動変速機を容易に実現でき
る。但し、図示の例の様に、ボールねじ機構を組み込ん
だ電動式のものを使用すれば、正逆何れの方向に関して
も伝達効率が良好な構造を実現して、少ないエネルギで
円滑な動作を実現できる。この場合に、図示の例とは逆
に、軸方向の変位を抑えられたボールナットを電動モー
タにより回転駆動し、このボールナットの回転に伴って
ボールねじを軸方向に変位させる様に構成しても良い、
この場合には、このボールねじそのものを出力ロッドに
しても良い。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、従来手動変速機として使用されていた変速
ユニットの切り換えを自動的に行なえる様にした自動車
の設計を容易化して、この様な自動車の普及に寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す断面図。

【図２】変速ユニットの変速パターンの１例を示す図。

【図３】先に考えた構造の１例を示す断面図。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図。

【符号の説明】 １ 切換シャフト ２ ハウジング ３ 収納筒部 ４ 取付フランジ ５ スプラインチューブ ６ａ、６ｂ 玉軸受 ７ 雌スプライン部 ８ 押し引きロッド ９ 雄スプライン部 １０ 第一のアクチュエータ １１ 第二のアクチュエータ １２ 揺動腕 １３ 支持環 １４ キー １５ 係合孔 １６ 係合ピン １７ 電動モータ １８ 送りねじ装置 １９ ボールねじ ２０ アクチュエータハウジング ２１ 玉軸受 ２２ ボールナット ２３ 出力ロッド ２４ 通孔 ２５ａ、２５ｂ シールリング ２６ ボーデンワイヤ ２７ アウターチューブ ２８ インナーケーブル ２９ ケース ３０ 入力側支持ブラケット ３１ ナット ３２ 出力側支持ブラケット ３３ 滑り軸受 ３４ シールリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向変位及び回転に伴って変速状態を
   切り換える切換シャフトと、複数のギヤのうちから所望
   のギヤを選択可能にすべく、この切換シャフトを軸方向
   に変位させるセレクト動作を行なわせる為の第一のアク
   チュエータと、選択したギヤを噛合状態にすべく上記切
   換シャフトを回転させるシフト動作を行なわせる為の第
   二のアクチュエータとを備えた変速機用駆動装置に於い
   て、この第二のアクチュエータと上記第一のアクチュエ
   ータとのうちの少なくとも一方のアクチュエータの出力
   部材と上記切換シャフトを駆動する部分との間に、アウ
   ターチューブ内にインナーケーブルを挿通して成るボー
   デンワイヤを、このインナーケーブルの一端を上記出力
   部材に結合すると共に、このインナーケーブルの他端を
   上記切換シャフトを駆動する部分に結合した状態で設け
   ている事を特徴とする変速機用駆動装置。
2. 【請求項２】 第一、第二のアクチュエータのうちの少
   なくとも一方のアクチュエータが、ボールねじ軸と、こ
   のボールねじ軸の周囲に複数個のボールを介して係合し
   たボールナットと、このボールナットと上記ボールねじ
   とのうちの一方の部材を回転駆動する電動モータと、こ
   れらボールナットとボールねじとのうちの他方の部材の
   直線運動を取り出す為の出力部材とを備えたものであ
   る、請求項１に記載した変速機用駆動装置。