JP2005113956A - モーター駆動型変速機操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機２１への取付面Ａからの高さを低くして、車両への搭載性を向上させる。
【解決手段】ハウジング２内に回転自在に支持されたシフトシャフト４の外周に、ストライカ６が軸方向移動可能に、かつ相対回転しないように嵌合している。シフトシャフト４と平行に配置されたボールスクリュー２０にボールナット２６が嵌合し、その溝２６ａにストライカ６の突起６ｂが係合している。シフトシャフト４と平行な２本のガイドロッド３６にスライドブロック３８が支持され、その溝３８ａに前記ストライカ６の突起６ｂが係合している。ストライカ６の軸方向の移動とともにブロック３８が移動し、セレクトセンサー４０が、このブロック３８の位置を介してストライカ６のセレクト位置を検出する。シフトシャフト４とボールスクリュー２０とは変速機２１の取付面Ａと平行な面内に配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は変速機操作装置に係り、特に、モーターの駆動によりストライカを移動または回転させて、変速機のセレクト作動およびシフト作動を行うモーター駆動型変速機操作装置に関するものである。

モーター駆動型変速機操作装置は、ハウジング内に回転自在に支持されたシフトシャフトと、このシフトシャフトの外周に嵌合されたストライカと、このストライカをシフトシャフトの軸方向に移動させるセレクト用モーターと、ストライカをシフトシャフトの軸線回りに回転させるシフト用モーターとを備えており、これらセレクト用モーターとシフト用モーターの作動を制御することにより、変速機のセレクト作動およびシフト作動を行うようになっている。

このようなモーター駆動型の変速機操作装置の一例（例えば、特許文献１参照）について簡単に説明する。前記特許文献１に記載されたモーター駆動型変速機操作装置（前記特許文献１では電動Ｘ−Ｙシフト機構と呼んでいる）は、ハウジング（特許文献１ではシフト機構ハウジング３０、以下同様）内にシフトシャフト（第１シャフト部材４２）とセレクト用モーター（モータ３６）のモーターシャフト（第２シャフト部材４６）とを平行に配置して、シフトシャフトの外周に軸方向移動可能にストライカ（担持部材４４およびシフト・フィンガ２０）を嵌合し、一方、モーターシャフトの外周に形成したねじ部にはナット（横断部材４８）を螺合している。そして、前記ストライカに係合用の突起（ショルダー５０）を形成するとともに、ナットには前記突起が係合可能な溝（アーチ状溝５１）を形成して、これら突起と溝とを係合させ、セレクト用モーターの駆動によってナットをモーターシャフトに沿って軸方向に移動させることにより、ストライカをシフトシャフトに沿って軸方向移動させて、変速機のセレクト作動を行うようになっている。

特許文献１に記載された発明の構成では、シフトシャフト（第１シャフト部材４２）とセレクト用モーターのシャフト（第２シャフト部材４６）が、この電動Ｘ−Ｙシフト機構のハウジングの、変速機（シフトレールハウジング３２）への取付け面に対して上下に重ね合わせて配置、つまり、前記取付け面に対してほぼ直角な平面内に平行して配置されている。
特許第２９９２６９７号公報（第４−６頁、図２）

解決しようとする問題点は、変速機への取付け面からの高さが高くなってしまうため、搭載可能な車両が限定されてしまうという点である。

請求項１に記載の発明は、ハウジング内に回転可能に支持されたシフトシャフトと、このシフトシャフトに軸方向移動可能に嵌合されたストライカと、前記シフトシャフトと平行に配置され、セレクト用モーターの駆動により回転するねじ軸と、このねじ軸に螺合されるとともに、前記ストライカに係合して軸方向に一体的に移動する連結部材とを備え、前記セレクト用モーターの駆動によりねじ軸を回転させて連結部材を軸方向移動させることにより、前記ストライカを軸方向移動させて変速機のセレクト作動を行うモーター駆動型変速機操作装置において、前記シフトシャフトおよびねじ軸を、ハウジングの変速機への取付け面と平行な面内に配置したことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記シフトシャフトとストライカが、スプライン係合されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、セレクト用モーターにより回転されるねじ軸がボールスクリューであり、連結部材がボールナットであることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、前記シフトシャフトを挟んでねじ軸と逆側に、これら両軸と平行な複数本のガイドロッドを設け、これらのガイドロッドに軸方向移動可能にスライドブロックを支持させて前記ストライカと連結し、セレクトセンサーによりこのスライドブロックの軸方向の位置を検知することによりストライカのセレクト位置を検出することを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、前記ストライカの外周にフランジ状の突起を設け、この突起を前記連結部材およびスライドブロックの外面にそれぞれ形成した溝に係合させることによりこれら連結部材、ストライカおよびスライドブロックを軸方向に一体的に移動するように連結したことを特徴とするものである。

本発明のモーター駆動型変速機操作装置は、変速機への取付面からの高さを最小にすることができるので、車両への搭載性を向上させることができる。

モーター駆動型変速機操作装置のハウジングを変速機に取り付ける取付面と平行な面内に、セレクト用モーターの駆動力を伝達するねじ軸とシフトシャフトとを平行させて配置するという簡単な構成で、モーター駆動型変速機操作装置をコンパクト化し、各種車両に搭載可能にするという目的を達成することができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るモーター駆動型変速機操作装置の、変速機への取付面と平行な面で切断した断面図、図２は図１のII-II線に沿う断面図、図３は図１の一部を断面とした右側面図、図４は図１のIV-IV線に沿う断面図である。

このモーター駆動型変速機操作装置（全体として符号１で示す）は、ハウジング２内にシフトシャフト４が回動自在に支持され、このシフトシャフト４の外周に、ストライカ６が軸方向に移動可能に嵌合している。後に説明するように、このストライカ６をシフトシャフト４の軸線方向に移動させることにより変速機のセレクト作動を行い、ストライカ６を回転させることにより変速機のシフト作動を行うようになっている。

前記ハウジング２内にはシフトシャフト保持孔８が形成され、この保持孔８内にシフトシャフト４が回転自在に保持されている。このシフトシャフト４は、外周面にＵ字状の溝４ａが形成されており、このＵ字状溝４ａ内に前記保持孔８の内面に固定したピン１０を嵌合させることにより軸方向の移動が規制されるとともに、その軸線回りの回転ができるようになっている。なお、シフトシャフト４の軸方向の移動を規制する手段は、前記ピン１０に限るものではなく、その他の手段を用いても良い。

ハウジング２内に設けられたシフトシャフト保持孔８の一端部８ａ（図１および図２の左端）寄りに、シフトシャフト４を囲む空間１２が形成されており、シフトシャフト４のこの空間１２内に位置する部分の外周に前記ストライカ６が嵌合している。シフトシャフト４の前記空間１２内に位置する部分の外周面には、軸線方向のスプライン溝４ｂが形成され、一方、ストライカ６の内周面にも軸線方向のスプライン溝６ａが形成されて互いに噛み合っており、ストライカ６は、シフトシャフト４の軸線方向に移動可能であるとともに、回転方向には、シフトシャフト４と一体的に回転するようになっている。このシフトシャフト４は、その両端部４ｃ、４ｄが、前記シフトシャフト保持孔８の両端部８ａ、８ｂ内に配置された軸受け１４、１５によって回転自在に保持されている。

ハウジング２には、セレクト用モーター１６が取付けられ、そのモーターシャフト１８にボールスクリュー２０が連結されており、セレクト用モーター１６の駆動によりボールスクリュー２０が回転する。このボールスクリュー２０は、前記ハウジング２が変速機２１（図４参照）に固定される取付面Ａ（図２ないし図４参照）と平行な平面内に、前記シフトシャフト４と平行して配置されている。そして、このボールスクリュー２０のセレクト用モーター１６側に連結される端部（図１の左端）２０ａと逆の端部２０ｂ寄りの部分が、前記シフトシャフト４を囲む空間１２内に延びており、その先端部２０ｂが、ハウジング２に形成された支持孔２２ａ内に軸受２４を介して支持されている。

ボールスクリュー２０の前記空間１２内に位置している部分にボールナット（連結部材）２６が螺合している。このボールナット２６の外面には係合用の円弧状溝２６ａ（図４参照）が形成され、一方、前記ストライカ６の外面にはフランジ状の係合突起６ｂが設けられており、この係合突起６ｂが、前記ボールナット２６の係合用の溝２６ａ内に係合している。従って、セレクト用モーター１６が駆動されると、モーターシャフト１８に連結されたボールスクリュー２０が回転して、ボールナット２６がボールスクリュー２０上を軸方向に移動し、これに応じてストライカ６がシフトシャフト４上を軸方向に移動して変速機２１のセレクト作動が行われる。また、ボールナット２６の溝２６ａとストライカ６のフランジ状突起６ｂとの係合により、ストライカ６の回転を許容するようになっている。

次に、前記ボールスクリュー２０とセレクト用モーター１６のモーターシャフト１８との連結部分の構造について説明する。セレクト用モーター１６は、その一端に設けた円板状の取付けプレート２８を介してハウジング２に固定されており、モーターシャフト１８が、取付けプレート２８の中央の孔２８ａ内に配置されたベアリング３０を貫通してハウジング２内に延びている。このモーターシャフト１８に回転伝達部材３２が連結される。回転伝達部材３２のセレクト用モーター１６側には、非円形断面（例えば断面がＤ形状）の連結孔３２ａが形成され、同様の形状を有するモーターシャフト１８の先端がこの取付孔３２ａ内に嵌合して回転を伝達する。

回転伝達部材３２の他端面（図１の右端面）には軸挿入孔３２ｂが形成されており、この軸挿入孔３２ｂ内に前記ボールスクリュー２０の端部２０ａが挿入されている。このボールスクリュー２０の端部２０ａの外周面と前記軸挿入孔３２ｂは、モーターシャフト１８側と同様に非円形断面になっており、回転を伝達するとともに、ボールスクリュー２０の軸方向の移動を許容するようになっている。ボールスクリュー２０の先端面と軸挿入孔３２ｂ内部の段部との間に緩衝用のスプリング３４が配置されている。

前記シフトシャフト４に嵌合されたストライカ６およびボールスクリュー２０に螺合されたボールナット２６等が収容されている前記空間１２内の、シフトシャフト４を挟んでボールスクリュー２０と反対側に、これらシフトシャフト４およびボールスクリュー２０と平行してガイドロッド３６が配置されている。このガイドロッド３６は、図４に示すように上下２本配置されており、これら２本のガイドロッド３６にスライドブロック３８が摺動自在に嵌合している。このスライドブロック３８は、上下２本のガイドロッド３６によって回転を規制されるとともに、シフトシャフト４の軸線と同一方向に移動可能になっている。

前記スライドブロック３８のシフトシャフト４側には、係合用の溝３８ａが形成されており、この溝３８ａ内に前記ストライカ６の外面に形成されたフランジ状の係合突起６ｂが係合している。スライドブロック３８の溝３８ａとストライカ６の係合突起６ｂとの係合によって、これらスライドブロック３８とストライカ６とが軸方向に一体的に移動するとともに、ストライカ６の回転を許容するようになっている。

ハウジング２の前記シフトシャフト４、ボールスクリュー２０およびガイドロッド３８が平行に配置されている空間１２の側部に、回転角度検出型のセレクトセンサー４０が取り付けられており、ストライカ６のセレクト位置を検出するようになっている。このセレクトセンサー４０は、検出レバー４２の先端にＵ字状の溝が形成され、前記スライドブロック３８の下端に設けられたピン４４（図４参照）がこのＵ字状の溝内に係合しており、シフトシャフト４上のストライカ６の軸方向の移動に伴って移動するスライドブロック３８の位置によってストライカ６のセレクト位置を検出するようになっている。

このモーター駆動型変速機操作装置１のシフト作動を行う構成について説明する。ハウジング２のシフトシャフト４と直交する方向に、このシフトシャフト４と高さを異ならせてシフト用モーター４６が取り付けられている この実施例では、シフト用モーター４６は変速機２１への取付面Ａよりも下方に配置されている（図３参照）。このシフト用モーター４６のモーターシャフト４８には、回転伝達部材５０を介してボールスクリュー５２が連結されており、このボールスクリュー５２にボールナット（連結部材）５４が螺合されている。シフトシャフト４の前記セレクト用モーター１６と逆側の端部には伝達レバー５６が固定され、この伝達レバー５６の先端（下端）側が、前記ボールナット５４の両側に設けられた一対の係合ピン５４ａに係合している。従って、シフト用モーター４６が駆動されると、モーターシャフト４８を介してボールスクリュー５２が回転してボールナット５４がボールスクリュー５２上を軸方向に移動し、それに応じて伝達レバー５６が回動する。伝達レバー５６が回動すると、シフトシャフト４およびこのシフトシャフト４上にスプライン結合されたストライカ６が一体的に回動する。これにより変速機２１のシフト動作が行われる。

ハウジング２の、前記伝達レバー５６の側面側には、ストライカ６のシフト位置を検出する回転角度検出型のシフトセンサー５８（図２参照、なお図１では図示を省略）が設けられている。このシフトセンサー５８は、検出レバー６０の先端にＵ字状の溝が形成され、前記伝達レバー５６の中間部に固定した係合ピン６２に係合している。このシフトセンサー５８によりシフトシャフト４の端部に固定された伝達レバー５６の揺動位置を検出することにより、ストライカ６のシフト位置を検出するようになっている。

前記構成に係るモーター駆動型変速機操作装置の作動について説明する。セレクト用モーター１６の駆動によりモーターシャフト１８が回転すると、このモーターシャフト１８に回転伝達部材３２を介して連結されているボールスクリュー２０が回転し、ボールナット２６がボールスクリュー２０の軸方向に移動する。ボールナット２６が移動すると、このボールナット２６の係合溝２６ａとフランジ状の係合突起６ｂによって係合しているストライカ６が、シフトシャフト４の軸方向に移動する。さらにこのストライカ６の係合突起６ｂに、外面に形成された係合溝３８ａが係合しているスライドブロック３８が２本のガイドロッド３６に案内されて軸方向に移動する。

ハウジング２のスライドブロック３８側の側面にセレクトセンサー４０が設けられ、スライドブロック３８に固定した係合ピン４４がセレクトセンサー４０の検出レバー４２に連結されており、ストライカ６の軸方向の移動位置、つまり変速機のセレクト位置が、スライドブロック３８の移動を介してセレクトセンサー４０によって検出される。従来のモーター駆動型変速機操作装置のセレクトセンサー４０は、通常、セレクト用モーターのモーターシャフトに連結されたねじ軸に螺合されているナットの位置を検出するようになっているが、ナットの場合はねじ軸に対してガタがあるため、回転力の作用によってぶれが生じ高精度な検出が困難であった。この実施例では、セレクトセンサー４０によって移動位置が検出されるスライドブロック３８が、２本の平行なガイドロッド３６によってガイドされているので、ぶれるおそれがなく安定した姿勢で移動するため、高精度にセレクト位置を検出することができる。

続いて、シフト用モーター４６を駆動してモーターシャフト４８を回転させ、回転伝達部材５０を介してボールスクリュー５２を回転させる。このボールスクリュー５２の回転によってボールナット５４がボールスクリュー５２の軸線方向に移動し、伝達レバー５６を回動させて、シフトシャフト４およびストライカ６を回転させ、変速機２１のシフト動作を行わせる。このストライカ６の回動による変速機２１のシフト位置は、シフトセンサー５８によって検出される。

この実施例に係るモーター駆動型変速機操作装置では、シフトシャフト４およびセレクトモーター１６により回転されるボールスクリュー２０が、ハウジング２の変速機２１への取付面Ａと平行な平面内に配置されているので、変速機２１から上方への高さを最小にすることができ、各種車両への搭載性を向上させることができる。このようにシフトシャフト４とボールスクリュー２０とを変速機２１への取付け面Ａと平行な平面内に配置したことにより、セレクト用モータ１６を前記取付面Ａに接近して取り付けることが可能になる。その距離を最少にした場合には、セレクト用モータ１６の出力シャフト１８の中心を、前記取付面Ａからの高さがモータ１６の最外形の２分の１となるように配置することができ、車両への搭載性が極めて向上する。

また、ストライカ６の外周にフランジ状の突起６ｂを設け、この突起６ｂを、セレクトモーター１６によって回転されるボールスクリュー２０に嵌合されたボールナット２６、およびセレクトセンサー４０によって位置を検出されるスライドブロック３８にそれぞれ形成された溝２６ａ、３８ａに係合させているので、このモーター駆動型変速機操作装置全体をコンパクト化することができる。なお、前記セレクト用モータ１６、シフト用モータ４６によりシャフトを回転させて連結部材（ナット）を軸方向に移動させる構成はボールねじに限るものではなく、台形ねじ等通常のねじ軸とナットとの組み合わせでもよい。

モーター駆動型変速機操作装置のシフトシャフトの軸線に沿う断面図である。（実施例１） 図１のII-II線に沿う断面図である。 図１の一部を断面とした右側面図である。 図１のIV-IV線に沿う断面図である。

符号の説明

Ａ 変速機への取付面
２ ハウジング
４ シフトシャフト
６ ストライカ
２０ ねじ軸（ボールスクリュー）
２１ 変速機
２６ 連結部材（ボールナット）
３６ ガイドロッド
３８ スライドブロック
４０ セレクトセンサー

Claims (5)

1. ハウジング内に回転可能に支持されたシフトシャフトと、このシフトシャフトに軸方向移動可能に嵌合されたストライカと、前記シフトシャフトと平行に配置され、セレクト用モーターの駆動により回転するねじ軸と、このねじ軸に螺合されるとともに、前記ストライカに係合して軸方向に一体的に移動する連結部材とを備え、
   前記セレクト用モーターの駆動によりねじ軸を回転させて連結部材を軸方向移動させることにより、前記ストライカを軸方向移動させて変速機のセレクト作動を行うモーター駆動型変速機操作装置において、
   前記シフトシャフトおよびねじ軸を、ハウジングの変速機への取付け面と平行な面内に配置したことを特徴とするモーター駆動型変速機操作装置
2. 前記シフトシャフトとストライカが、スプライン係合されていることを特徴とする請求項１に記載のモーター駆動型変速機操作装置。
3. セレクト用モーターにより回転されるねじ軸がボールスクリューであり、連結部材がボールナットであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモーター駆動型変速機操作装置。
4. 前記シフトシャフトを挟んでねじ軸と逆側に、これら両軸と平行な複数本のガイドロッドを設け、これらのガイドロッドに軸方向移動可能にスライドブロックを支持させて前記ストライカと連結し、セレクトセンサーによりこのスライドブロックの軸方向の位置を検知することによりストライカのセレクト位置を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載のモーター駆動型変速機操作装置。
5. 前記ストライカの外周にフランジ状の突起を設け、この突起を前記連結部材およびスライドブロックの外面にそれぞれ形成した溝に係合させることにより、これら連結部材、ストライカおよびスライドブロックを軸方向に一体的に移動するように連結したことを特徴とする請求項４に記載のモーター駆動型変速機操作装置。

Images