JP2003232420A - 揺動式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 緩み止めの為に専用の係合部を設ける事な
く、長期間に亙る使用によっても、出力軸１２ａに対し
揺動腕１３ａを結合している結合ねじ２６が緩むのを防
止できる構造を実現する。 【解決手段】 上記結合ねじ２６を螺合させるべく、上
記出力軸１２ａの先端面に形成するねじ孔を、この出力
軸１２ａの中心から外れた位置に設ける。揺動の繰り返
しに伴う微小変位に基づく力が、上記結合ねじ２６を緩
める方向に作用しにくくなって、上記課題を解決でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明に係る揺動式アクチ
ュエータは、例えば変速機用電動駆動装置に組み込ん
で、変速ユニットの切換シャフトを軸方向に変位させる
為のセレクト用アクチュエータとして利用する。 【０００２】 【従来の技術】自動車用の変速機として従来から、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が各種提案さ
れ、その一部は既に実施されている。又、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
行なう為の構造の１例として、国際公開WO 01/31234 A1
に記載されたものが知られている。この国際公開に係る
変速機用電動駆動装置に就いて、図３〜５により説明す
る。 【０００３】手動変速機と同様の変速ユニットを内蔵し
たミッションケース１の側面から、この変速ユニットの
変速比を切り換える為の切換シャフト２の先端部３を突
出させている。この先端部３の中間部には雄スプライン
部４を形成しており、この雄スプライン部４に、その内
周面に雌スプラインを形成したスプライン筒５をスプラ
イン係合させている。そして、上記先端部３の更に端部
で、上記スプライン筒５から突出した部分に、外周面に
係合溝６を設けた係合駒７を結合している。 【０００４】上述の様なスプライン筒５と係合駒７とを
組み付けた上記切換シャフト２は、軸方向（図３の表裏
方向、図４の上下方向）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、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。例えば、図６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６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６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。このうちのセレ
クト動作を行なわせるべく、上記切換シャフト２を軸方
向に変位させる為に、上記ミッションケース１の外面と
上記係合駒７との間に、揺動式アクチュエータであるセ
レクト用アクチュエータ８を設けている。 【０００５】このセレクト用アクチュエータ８は、図５
に示す様に、セレクト用電動モータ９の出力軸により回
転駆動される多条ウォームギヤ１０と、ウォームホイー
ル１１とを噛合させている。そして、このウォームホイ
ール１１の回転中心である出力軸１２に揺動腕１３の基
端部を結合固定して、この揺動腕１３を、上記ウォーム
ホイール１１と共に回転する様に構成している。更に、
この揺動腕１３の先端部片側面（図３の左端部上面）に
形成した係合凸部１４を、上記係合駒７の係合溝６に係
合させて、上記切換シャフト２を、軸方向に変位自在と
している。 【０００６】一方、上記シフト動作を行なわせるべく、
上記切換シャフト２を回転させる為に、上記ミッション
ケース１の外面と前記スプライン筒５の外周面に固設し
た駆動腕１５の先端部との間に、直動式アクチュエータ
であるシフト用アクチュエータ１６を設けている。この
シフト用アクチュエータ１６は、上記ミッションケース
１に対し揺動変位自在に支持したケーシング１７を有す
る。そして、このケーシング１７に支持固定した正転逆
転自在なシフト用電動モータにより、このケーシング１
７内に設けたボールねじ機構を介して、出力軸１８を軸
方向に押し引き自在としている。 【０００７】上述の様に構成する従来の変速機用電動駆
動装置は、次の様にして、上記ミッションケース１に内
蔵した変速ユニットのギヤを切り換える。先ず、前記セ
レクト用アクチュエータ８を構成するセレクト用電動モ
ータ９を所定方向に回転させて、前記揺動腕１３を図４
の上下方向に揺動変位させる。そして、この揺動腕１３
の先端部に設けた係合凸部１４より前記切換シャフト２
を、上記係合駒７を介して所定方向に軸方向変位させ、
セレクト動作を行なう。この様にしてセレクト動作を行
なった後、シフト動作を行なうべく、上記シフト用アク
チュエータ１６を伸縮させる事により、上記駆動腕１５
を介して上記切換シャフト２を所定方向に回転させる。 【０００８】 【先発明の説明】上述の様な国際公開WO 01/31234 A1に
記載された変速機用電動駆動装置の場合、セレクト用ア
クチュエータ８を構成する出力軸１２の先端部と揺動腕
１３の基端部との結合部の構造に就いては具体的には示
されていない。但し、実際の場合には、上記出力軸１２
の先端部と揺動腕１３の基端部とは、互いに別体に造ら
れたこれら両部材１２、１３同士を、回転力の伝達を可
能に結合する必要がある。この様な点を考慮した実用的
な構造として本発明者は先に、図７〜１１に示す様な、
揺動式アクチュエータであるセレクト用アクチュエータ
８ａを発明した。 【０００９】この先発明に係るセレクト用アクチュエー
タ８ａは、ケーシング１９に、特許請求の範囲に記載し
た駆動源であるセレクト用電動モータ９ａと、出力軸１
２ａとを組み付けて成る。そして、このセレクト用電動
モータ９ａの回転駆動軸２０と同心に配置されてこの回
転駆動軸２０により回転駆動されるピニオンギヤ２１
と、上記出力軸１２ａの中間部外周面に固設したセクタ
ギヤ２２とを噛合させて、上記出力軸１２ａを両方向に
所定角度分回転駆動自在としている。 【００１０】上記出力軸１２ａの先端面（図１１の右端
面）には凹部２３を、この先端面の直径方向に形成して
いる。又、この先端面中心部でこの凹部２３に位置する
部分にねじ孔２４を形成し、この凹部２３内に揺動腕１
３ａの基端部を、がたつきなく嵌合させている。そし
て、この揺動腕１３ａの基端部に形成した通孔２５を挿
通した結合ねじ２６を上記ねじ孔２４に螺合し、更に緊
締している。この状態で上記揺動腕１３ａの基端部は上
記出力軸１２ａの先端部に結合固定されて、この出力軸
１２ａと共に回転自在となる。尚、上記揺動腕１３ａの
先端部にはピンを嵌合固定して、切換シャフト２に固定
した係合駒７（図３〜４参照）と係合自在な係合凸部１
４ａとしている。 【００１１】又、前記ケーシング１９に変位センサ２７
を、上記出力軸１２ａと同心に支持し、この変位センサ
２７の検出部２８に突設した係合突起２９をこの出力軸
１２ａの基端部に形成した係合凹部３０に係合させてい
る。上記変位センサ２７は、上記検出部２８の回転角度
に応じて抵抗値等の電気的特性を変える、ポテンショメ
ータの如きもので、その測定値に基づき、上記出力軸１
２ａの揺動角度を検出自在としている。 【００１２】上述の様な構成を有する、先発明に係る揺
動式アクチュエータであるセレクト用アクチュエータ８
ａにより、上記切換シャフト２を軸方向に変位させる場
合は、前記セレクト用電動モータ９ａへの通電に基づい
て、前記ピニオンギヤ２１を所定方向に回転させる。こ
の結果、このピニオンギヤ２１と噛合したセクタギヤ２
２を固設した上記出力軸１２ａが回動し、上記揺動腕１
３ａが揺動変位する。そして、この揺動腕１３ａの先端
部に設けた係合凸部１４ａが、上記切換シャフト２を軸
方向に変位させる。この変位量は、上記出力軸１２ａの
回転角度として、上記変位センサ２７により検出され
る。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】図７〜１１に示した先
発明に係る構造の場合、長期間に亙る使用に伴って、揺
動腕１３ａの基端部を出力軸１２ａの先端部に結合して
いる結合ねじ２６が緩む可能性がある。この理由は、次
の通りである。上記揺動腕１３ａが切換シャフト２を軸
方向に変位させる際には、この揺動腕１３ａの基端部が
上記出力軸１２ａの先端部に対して、僅かとは言えこの
出力軸１２ａの回転方向とは逆方向に相対変位する。こ
の変位は、切換シャフト２ａを軸方向に変位させる動作
の反作用に基づき、上記出力軸１２ａの先端面に形成し
た凹部２３の内側面と上記揺動腕１３ａの基部両側縁と
の間の微小隙間により、或はこの凹部２３の両側部分の
弾性変形により生じる。 【００１４】何れにしても、上記揺動腕１３ａの基端部
が上記出力軸１２ａの先端部に対して変位すると、この
揺動腕１３ａの基端部外面にその頭部３１を突き当てた
上記結合ねじ２６が、この揺動腕１３ａと同方向に変位
する傾向になる。上記先発明に係る構造の場合、上記結
合ねじ２６を螺合させたねじ孔２４が上記出力軸１２ａ
の先端面中心部に存在するので、上記変位に伴って上記
結合ねじ２６が、上記ねじ孔２４に対し回転する傾向に
なる。この回転する傾向は、上記揺動腕１３ａの往復揺
動に伴って両方向に生じるが、周知の様に、結合ねじ２
６をねじ孔２４に対して回転させる為に要する力は、緊
締する方向よりも緩める方向の方が小さい。従って、上
記揺動腕１３ａの往復揺動の繰り返しに伴い、上記結合
ねじ２６が次第に緩む可能性がある。 【００１５】上述の様な原因で上記結合ねじ２６が緩む
事を防止する為には、この結合ねじ２６の頭部３１と上
記揺動腕１３ａとの間に緩み止めの為の係合部を設ける
事が考えられる、但し、緩み止めの為に専用の係合部を
設ける事は、加工及び組立作業が面倒になり、コスト上
昇の原因となる。本発明の揺動式アクチュエータは、こ
の様な事情に鑑みて、緩み止めの為に専用の係合部を設
ける事なく、揺動腕を出力軸に結合固定する為のねじが
緩む事を防止できる構造を実現すべく発明したものであ
る。 【００１６】 【課題を解決するための手段】本発明の揺動式アクチュ
エータは、前述の図３〜４に示した、従来から知られて
いる揺動式アクチュエータと同様に、出力軸と、駆動源
と、出力腕とを備える。このうちの出力軸は、支持部材
に回転自在に支持されている。又、上記駆動源は、上記
出力軸を両方向に回転駆動する為のものである。又、上
記出力腕は、この出力軸の先端面にその基端部を結合固
定している。そして、この出力腕の先端部で被駆動部を
駆動する。 【００１７】特に、本発明の揺動式アクチュエータに於
いては、ねじ孔と、通孔と、結合ねじと、係合部とを備
える。このうちのねじ孔は、上記出力軸の先端面でこの
出力軸の回転中心から外れた部分に設けられている。
又、上記通孔は、上記出力腕の基端部に形成されてい
る。又、上記結合ねじは、上記通孔を挿通した状態で、
上記ねじ孔に螺合している。更に、上記係合部は、上記
出力腕の基端部でこの通孔から外れた部分と上記出力軸
の先端面で上記ねじ孔から外れた部分との間に設けられ
ている。 【００１８】 【作用】上述の様に構成する本発明の揺動式アクチュエ
ータの場合には、ねじ孔が出力軸の回転中心から外れた
部分に設けられている為、揺動腕の往復揺動に伴って上
記ねじ孔に螺合した結合ねじに回転方向の力が加わりに
くい。この結果、緩み止めの為に専用の係合部を設けな
くても、上記結合ねじが緩みにくくなる。 【００１９】 【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の１例を示している。尚、本例の特徴は、緩み止めの為
に専用の係合部を設ける事なく、揺動腕１３ａの基端部
を出力軸１２ａの先端面に結合する結合ねじ２６の緩み
止めを図る為に、これら両部材１３ａ、１２ａ同士の結
合部の構造を工夫した点にある。その他の部分の構造及
び作用は、前述の図７〜１１に示した先発明に係る構造
と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しく
は簡略にし、以下、本発明の特徴部分並びに先に説明し
なかった部分を中心に説明する。 【００２０】中間部外周面にピニオンギヤ２１を固設し
た伝達軸３２と、中間部外周面にセクタギヤ２２を固設
した出力軸１２ａとは、互いに平行に配置した状態でそ
れぞれケーシング１９内に、１対ずつの玉軸受により回
転自在に支持している。そして、駆動源であるセレクト
用電動モータ９ａの回転駆動軸２０の回転を、上記伝達
軸３２と、上記ピニオンギヤ２１と、上記セクタギヤ２
２とを介して、上記出力軸１２ａに伝達自在としてい
る。 【００２１】この出力軸１２ａの先端面（図２の右端
面）には、ねじ孔２４と係止孔３３とを、それぞれこの
出力軸１２ａの軸方向に形成している。このうちのねじ
孔２４は、この出力軸１２ａの回転中心からずれた部
分、即ち、この出力軸１２ａの外周面寄り部分に形成し
ている。又、上記係止孔３３は、上記出力軸１２ａの先
端面の一部で、この先端面の中心に関して、上記ねじ孔
２４と逆方向にずれた部分に形成している。言い換えれ
ば、これら両孔３３、２４の中心同士を結ぶ直線の中間
（必ずしも中央でなくても良い）に、上記先端面の中心
が存在する。 【００２２】一方、前記揺動腕１３ａの基端部には、通
孔２５と第二の通孔３４とを形成している。これら通孔
２５と第二の通孔３４とのピッチは、上記ねじ孔２４と
係止孔３３とのピッチと同じにしている。従って、上記
通孔２５と上記ねじ孔２４とを整合させた状態で、上記
係止孔３３と上記第二の通孔３４とが整合する。又、上
記通孔２５に比べて上記第二の通孔３４を、上記揺動腕
１３ａの、より基端寄り部分に設けている。 【００２３】この様な通孔２５と第二の通孔３４とを形
成した揺動腕１３ａの基端部を、上述の様なねじ孔２４
と係止孔３３とを形成した出力軸１２ａの先端面に結合
固定する際には、先ず、上記係止孔３３と上記第二の通
孔３４とを互いに整合させた状態で、これら両孔３３、
３４同士の間にスプリングピン３５を掛け渡す。この状
態でこのスプリングピン３５は、上記両孔３３、３４の
一方又は双方の内周面と摩擦係合する。次いで、上記通
孔２５を挿通した結合ねじ２６を上記ねじ孔２４に螺合
し更に緊締する。この状態で、この結合ねじ２６の頭部
３１に一体に形成した、或はこの結合ねじ２６に外嵌し
た別体のワッシャ３６の一部が、上記第二の通孔３４の
一部を塞ぎ、上記スプリングピン３５が上記両孔３３、
３４同士の間から脱落する事を確実に防止する。従っ
て、これら両孔３３、３４同士の間に掛け渡す部材は、
一般的な（弾性を持たない）ピンであっても良い。 【００２４】上述の様にして揺動腕１３ａの基端部を上
記出力軸１２ａの先端面に結合固定した状態では、この
出力軸１２ａから上記揺動腕１３ａにトルクを伝達自在
となる。特に、本例の揺動式アクチュエータの場合に
は、このトルク伝達に伴う、上記揺動腕１３ａの基端部
の、上記出力軸１２ａの先端部に対する微小な揺動変位
に拘らず、上記結合ねじ２６が緩む事を防止できる。即
ち、本例の場合も、前述した先発明の構造の場合と同様
に、上記トルク伝達に伴い、上記揺動腕１３ａの基端部
が上記出力軸１２ａの先端部に対し、この出力軸１２ａ
の回転方向とは逆方向に、この出力軸１２ａの軸心を中
心として相対的に微小変位する。本例の構造の場合、上
記結合ねじ２６を螺合させたねじ孔２４が、上記出力軸
１２ａの軸心から外れた部分に設けられている為、上記
微小変位に伴って、上記ねじ孔２４に螺合した結合ねじ
２６に回転方向の力が加わりにくい。この結果、緩み止
めの為に専用の係合部を設けなくても、上記結合ねじ２
６が緩みにくくなる。 【００２５】尚、本発明の特徴は、結合ねじ２６を螺合
させる為のねじ孔２４の位置を工夫する事により、この
結合ねじ２６の緩み止めを図る点にある。この結合ねじ
２６を中心として上記揺動腕１３ａが出力軸１２ａに対
し相対回転する事を防止する為の構造に関しては、上記
スプリングピン３５に限定されず、前述の図７〜１１に
示した先発明と同様の構造を含め、従来から知られてい
る各種構造を採用する事ができる。但し、ピンと孔との
係合により行なう構造とすれば、各部の加工を容易にし
て、コスト低減を図れる。 【００２６】 【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成し作用
して、出力軸の先端面と揺動腕の基端部とを結合固定す
る結合ねじの緩み止めを、緩み止めの為に専用の係合部
を設ける事なく図れる。この為、信頼性の高い揺動式ア
クチュエータを低コストで得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の１例を示す正面図。 【図２】図１のＡ−Ａ断面図。 【図３】揺動式アクチュエータを組み込んだ変速機用電
動駆動装置の１例を示す平面図。 【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。 【図５】同Ｃ−Ｃ断面図。 【図６】変速機のシフトパターンの１例を示す略平面
図。 【図７】先発明に係る揺動式アクチュエータの１例を示
す正面図。 【図８】同じく平面図。 【図９】同じく背面図。 【図１０】同じく側面図。 【図１１】図７のＤ−Ｄ断面図。 【符号の説明】 １ ミッションケース ２ 切換シャフト ３ 端部 ４ 雄スプライン部 ５ スプライン筒 ６ 係合溝 ７ 係合駒 ８、８ａ セレクト用アクチュエータ ９、９ａ セレクト用電動モータ １０ 多条ウォームギヤ １１ ウォームホイール １２、１２ａ 出力軸 １３、１３ａ 揺動腕 １４、１４ａ 係合凸部 １５ 駆動腕 １６ シフト用アクチュエータ １７ ケーシング １８ 出力軸 １９ ケーシング ２０ 回転駆動軸 ２１ ピニオンギヤ ２２ セクタギヤ ２３ 凹部 ２４ ねじ孔 ２５ 通孔 ２６ 結合ねじ ２７ 変位センサ ２８ 検出部 ２９ 係合突起 ３０ 係合凹部 ３１ 頭部 ３２ 伝達軸 ３３ 係止孔 ３４ 第二の通孔 ３５ スプリングピン ３６ ワッシャ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 支持部材に回転自在に支持された出力軸
   と、この出力軸を両方向に回転駆動する為の駆動源と、
   この出力軸の先端面にその基端部を結合固定した出力腕
   とを備え、この出力腕の先端部で被駆動部を駆動する揺
   動式アクチュエータに於いて、上記出力軸の先端面でこ
   の出力軸の回転中心から外れた部分に設けられたねじ孔
   と、上記出力腕の基端部に形成された通孔と、この通孔
   を挿通した状態でこのねじ孔に螺合した結合ねじと、上
   記出力腕の基端部でこの通孔から外れた部分と上記出力
   軸の先端面で上記ねじ孔から外れた部分との間に設けら
   れた係合部とを備えた事を特徴とする揺動式アクチュエ
   ータ。