JP2005155849A - Motor driving-type transmission operating device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a transmission operation device, and more particularly to a motor-driven transmission operation device that performs a selection operation and a shift operation of a transmission by moving or rotating a striker by driving a motor.
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。 A motor-driven transmission operating device includes a shift shaft that is rotatably supported in a housing, a striker that is fitted to the outer periphery of the shift shaft, and a selection motor that moves the striker in the axial direction of the shift shaft. And a shift motor that rotates the striker around the axis of the shift shaft. By controlling the operation of the select motor and the shift motor, the transmission select operation and shift operation are performed. Yes.
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。
An example of such a motor-driven transmission operating device (see, for example, Patent Document 1) will be briefly described. The motor-driven transmission operating device described in Patent Document 1 (referred to as an electric XY shift mechanism in Patent Document 1) is housed in a housing (shift mechanism housing 30 in
前記特許文献1に記載されたモータ駆動型変速機操作装置では、セレクトセンサー(レバーアーム78を有する回転電位差計77)によってナット(横断部材48)の位置を検出して、セレクト用モーターの駆動を制御することにより、ストライカのセレクト位置を制御するようになっている。
解決しようとする問題点は、セレクト動作を迅速に行おうとすると、ストライカが目的の位置では停止せずにオーバーシュートしてしまう場合があり、却って収束時間が長くなってしまうという点である。 The problem to be solved is that if the selection operation is to be performed quickly, the striker may overshoot without stopping at the target position, and the convergence time becomes longer.
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たロッドと、このロッドに支持されるとともに、前記ストライカに係合して一体的に軸方向移動する係合部材とを備え、セレクト用モータの駆動によって前記係合部材をロッドの軸方向に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駆動型変速機操作装置において、前記ロッドをハウジング内に軸方向移動可能に支持させ、かつ、前記係合部材をこのロッドと一体的に軸方向移動するように設け、前記セレクト用モーターの駆動によりこのロッドを軸方向移動させることにより変速機のセレクト作動を行うとともに、このロッドの軸方向移動を抑制するダンパー機構を設けたことを特徴とするものである。
The invention according to
また、請求項2に記載の発明は、前記ダンパー機構は、ハウジングに形成され、前記ロッドの端部が挿入されるロッド挿入孔と、この挿入孔内を外部に連通するオリフィスとを備えたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, the damper mechanism includes a rod insertion hole that is formed in the housing and into which an end of the rod is inserted, and an orifice that communicates the inside of the insertion hole to the outside. It is characterized by.
さらに、請求項3に記載の発明は、前記ダンパー室のオリフィスを変速機の室内に連通したことを特徴とするものである。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、前記ロッドがねじ軸であり、このねじ軸に螺合したナットを、回転可能にかつ軸方向の移動を規制してハウジングに保持させ、セレクト用モーターによってナットを回転させることにより前記ねじ軸を軸方向に移動させることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the rod is a screw shaft, and the nut screwed to the screw shaft is held in the housing so that the nut is rotatable and the movement in the axial direction is restricted. The screw shaft is moved in the axial direction by rotating a nut.
請求項5に記載の発明は、前記ねじ軸およびナットがボールねじを構成していることを特徴とするものである。
The invention according to
本発明のモーター駆動型変速機操作装置は、セレクト方向の動作を高速化することが可能になり、変速時間を短縮することができる。 The motor-driven transmission operating device of the present invention can speed up the operation in the select direction, and can shorten the shift time.
シフトシャフトに嵌合されたストライカと係合し、セレクト用モーターの駆動を伝達して前記ストライカを軸方向に移動させる係合部材を、ロッドと一体の構成とし、セレクト用モーターの駆動によってこのロッドを軸方向に移動させることにより、ストライカを移動させるようにするとともに、このロッドの軸方向移動を抑制するダンパ機構を設けるという簡単な構成で、ストライカの高速作動を可能にして変速時間を短縮するという目的を達成することができる。 The engaging member that engages with the striker fitted to the shift shaft, transmits the drive of the select motor, and moves the striker in the axial direction is configured integrally with the rod, and this rod is driven by the drive of the select motor. By moving the striker in the axial direction, the striker is moved, and a damper mechanism that suppresses the axial movement of the rod is provided, so that the striker can be operated at high speed and the shift time is shortened. The purpose can be achieved.
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。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor-driven transmission operating device according to an embodiment of the present invention, taken along a plane parallel to a mounting surface to the transmission, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a right side view in which a part of FIG. 1 is a cross-sectional view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
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。
In this motor-driven transmission operating device (indicated by
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。
A shift
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。
A space 12 surrounding the
ハウジング2にはセレクト用モーター16が取付けられ、そのモータシャフト18に、ジョイント20を介してボールナット22が連結されている。このボールナット22は、ハウジング2の内面に装着されたボールベアリング24を介して回転自在に支持されるとともに、軸方向(図1および図2の左右方向)への移動が規制されている。
A
前記ジョイント20は、全体として段付きの円筒状をしており、セレクト用モーター16側の端部に小径の連結孔20aが形成されている。この連結孔20aの内面は非円形断面(例えばD形状の断面)をしており、同様の形状を有するモーターシャフト18の先端がこの連結孔20a内に嵌合して回転を伝達する。
The
前記ジョイント20の他端側(図1の右側)は大径になっており、その内面にボールナット22の一端が嵌合している。ジョイント20の大径部の内面には複数個所(この実施例では図5に示すように2個所)の凸部20bが形成され、一方、ボールナット22の端部外面には同数の凹部22aが形成されており、これら凸部20bと凹部20aが互いに嵌合して回転を伝達するようになっている。
The other end side (the right side in FIG. 1) of the
ハウジング2の、これらジョイント20およびボールナット22を収容している貫通穴2aの内面に段部が形成されており、この段部とハウジング2の内面に嵌着されたリング26との間に前記ボールベアリング24が装着されている。このボールベアリング24の内周側に前記ボールナット22が回転自在に支持されている。このボールナット22は、外面に形成された段部と外面に嵌着されたリング28との間に前記ボールベアリング24を挟持した状態になっており、軸方向の移動が規制される。
A step portion is formed on the inner surface of the through
前記ボールナット22の内周には、多数のボール30を介してボールスクリュー32が螺合している。このボールスクリュー32の外周面には環状の係合部材34が嵌合しており、ワッシャリング33によってボールスクリュー32に係止されて、軸方向に一体移動するようになっている。また、ボールスクリュー32の外面の係合部材34が嵌合している部分および係合部材34の内面は、図6に示すように、いずれも断面がD形状32a、34aをしており、これらD形状の部分32a、34aが係合して両者32、34の相対回転が規制されている。
A
さらに、係合部材34の外面のシフトシャフト4側に円弧状の溝34bが形成されている。一方、前記ストライカ6の外周面には、フランジ状の係合突起6bが形成されており、この係合突起6bが、前記係合部材34の円弧状溝34b内に嵌合している。係合部材34の円弧状溝34bは、前記ストライカ6の係合突起6bの外径とほぼ一致する内径を有しており、ストライカ6の回転を許容するとともに、係合部材34の回転を規制するようになっている。前述のように前記D形状の部分32a、34aによってボールスクリュー32は係合部材34に対して回転が規制され、また、係合部材34はストライカ6によって回転が規制されているので、セレクト用モーター16の駆動により、ジョイント20を介してボールナット22が回転すると、このボールナット22に螺合しているボールスクリュー32が、係合部材34と一体的に軸方向に移動する。
Further, an arc-
前記ボールスクリュー32の先端32cは、ハウジング2内に形成されたロッド挿入孔35内に摺動自在に嵌合している。挿入孔35の底部(図1の右端)寄りにオリフィス35aが形成されており、挿入孔35の内部の室(ダンパー室)を変速機21の室内に連通している。
A
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に結合された係合部材34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に示すように上下に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。
The
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。
On the
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36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。
A rotation angle detection type
次に、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が回動し、さらに、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。
Next, a configuration for performing the shift operation of the motor-driven
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。
A rotation angle detection type shift sensor 58 (see FIG. 2, not shown in FIG. 1) for detecting the shift position of the
前記構成に係るモーター駆動型変速機操作装置1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、このモータシャフト18にジョイント20を介して連結されているボールナット22が、前記ボールベアリング24に保持された位置で回転する。ボールナット22が回転すると、このボールナット22にボール30を介して螺合しているボールスクリュー32は、前記ストライカ6によって回転が規制されている係合部材34に対して、D形状の断面32a、34aによって回り止めが行われているので、回転せずに係合部材34とともに軸方向に移動する。
The operation of the motor-driven
ボールスクリュー32および係合部材34が軸方向に移動すると、この係合部材34の円弧状の溝34bに、フランジ状の係合突起6bが係合しているストライカ6が、係合部材34と一体的にシフトシャフト4の軸方向に移動して、セレクト動作が行われる。前記ボールスクリュー32の先端部32cは、ハウジング2に形成された挿入孔(ダンパー室35)内に挿入されているので、ボールスクリュー32の移動の際に、ダンパー効果によりオーバーシュートすることがなく、速やかにしかも正確に停止することができる。動作を高速化した場合でも選択したセレクト位置に確実に停止することができるので、変速時間を短縮することができる。また、制御方法が簡単になり、チューニング工数を低減することができる。さらに、この実施例では、ボールスクリュー32の支点間距離が長く成っている。従って、ストライカ6側から係合部材34にモーメントがかかっても、前記特許文献1に記載されたようなナットが直接モーメントを受ける構成と異なり、ボールスクリュー32と係合部材34との相対的傾きが少なくて済む。その結果、効率が良くなり、耐久性も向上する。
When the
前記のようにボールスクリュー32および係合部材34の軸方向への移動に伴ってストライカ6がシフトシャフト4の軸方向に移動すると、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側の側面にはセレクトセンサー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21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。
As described above, when the
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。
Subsequently, the
なお、セレクト用モーター16の駆動を伝達する前記ジョイント20とボールナット22との連結部の構成は、図5に示すような凸部20bと凹部22aとの組み合わせに限るものではなく、その他の構成でも良い。例えば、四角形、または五角形の外面と内面との組み合わせのような非円形断面にすることにより、両者20、22を連結して回転を伝達しうるものであればよい。また、ボールスクリュー32と係合部材34との連結部の構成も、前記構成に限らずその他の構成にすることができる。さらに、係合部材34とボールスクリュー32とは、前記のように別体の部材を連結した構成でも良く、また、一体的に形成しても良い。
Note that the configuration of the connecting portion between the joint 20 and the
前記実施例では、ボールスクリュー32の外面と係合部材34の内面をD形状の断面32a、34aとして、これら両者32、34の相対回転を規制することにより、ボールスクリュー32の回転を規制しつつ軸方向に移動させるようにしているが、ボールスクリュー32を直接ハウジング2等に係止させて回転を規制するようにしても良い。図7は、ボールスクリュー32を軸方向移動可能、かつ、回転を規制するようにハウジング2に支持させた構成の一例を示すもので、ボールスクリュー32の先端部32d側を断面D形状とし、一方、この先端部32dが挿入される挿入孔35の入口に、この先端部32dの形状と一致するD断面形状の貫通穴37a(図7(c)参照)を有する回転防止部材37を嵌着している。この構成の場合には、ボールスクリュー32と係合部材34との間には回転を規制する構造が必要ないので、図7(b)に示すように、両者32、34の嵌合部分はともに円形でよく、しかも、ストライカ6のフランジ状の係合突起6bが係合する溝34cも全周に亘る環状溝でよい。
In the above-described embodiment, the outer surface of the
また、図8は他の実施例を示すもので、ボールスクリュー32に一端39aを連結したL字状の回転規制ピン39の他端39bを、前記ボールスクリュー32の先端部32eと平行に伸ばし、一方、ハウジング2には、前記ロッド挿入孔35と平行なピン挿入孔41を形成し、このピン挿入孔41内に、前記回転規制ピン39のボールスクリュー32と平行な部分39bを挿入している。この第3実施例でも、係合部材34によってボールスクリュー32の回転を規制する必要がないので、両者32、34の嵌合部分をともに円形にするとともに、ストライカ6のフランジ状の係合突起6bが係合する溝34cも全周に亘る環状溝34cにしている。これら第2および第3実施例でも、前記第1実施例と同様の作用効果を奏することができる。さらに、前記効果に加えて、これら各実施例では、前記第1実施例と異なり、係合部材34をボールスクリュー32に対して相対回転可能な状態で支持させることができる。その結果、常に同じ個所が接触するという頻度が減少し、片当たりによる磨耗を軽減することができる。
FIG. 8 shows another embodiment. The
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
16 セレクト用モーター
21 変速機
32 ロッド(ボールスクリュー)
34 係合部材(ボールナット)
35 ダンパー室(挿入孔)
35a オリフィス
A Attaching surface to
34 Engagement member (ball nut)
35 Damper chamber (insertion hole)
35a Orifice
Claims (5)
前記ロッドをハウジング内に軸方向移動可能に支持させ、かつ、前記係合部材をこのロッドと一体的に軸方向移動するように設け、前記セレクト用モーターの駆動によりこのロッドを軸方向移動させることにより変速機のセレクト作動を行うとともに、このロッドの軸方向移動を抑制するダンパー機構を設けたことを特徴とするモーター駆動型変速機操作装置。 A shift shaft rotatably supported in the housing, a striker fitted to the shift shaft so as to be axially movable, a rod disposed in parallel with the shift shaft, supported by the rod, and An engaging member that engages with the striker and moves integrally in the axial direction, and moves the engaging member in the axial direction of the rod by driving the selection motor, thereby moving the striker in the axial direction to change speed. In the motor-driven transmission operating device that performs the select operation of the machine,
The rod is supported in the housing so as to be movable in the axial direction, and the engaging member is provided so as to move in the axial direction integrally with the rod, and the rod is moved in the axial direction by driving the selection motor. A motor-driven transmission operating device comprising a damper mechanism that performs a selection operation of the transmission and suppresses the axial movement of the rod.
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