JP2011185398A - 変速機駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で安価な変速機駆動装置を提供する。
【解決手段】本変速機駆動装置３は、変速機変速用のシフトセレクト軸１５とは同軸に軸方向移動可能で且つ同伴回転可能なボールナット１９と、ボールナット１９に係合し、軸方向移動不能に且つ回転可能に固定部材としてのハウジング２１によって支持されたねじ軸２０と、ねじ軸２０を回転駆動する電動モータ２７と、ボールナット１９の軸方向移動を許容しつつボールナット１９に電動モータ２７の動力を伝達可能な動力伝達部材２８と、電動モータ２７から動力伝達部材２８への動力伝達経路Ｑ１に配置され、動力伝達部材２８への動力伝達を断続する電磁クラッチ３１と、動力伝達部材２８の回転を拘束可能な電磁ブレーキ３２とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、変速機駆動装置に関する。

変速機駆動装置は、例えば、自動車用の多段変速可能な平行軸歯車減速機を構成する変速機に適用され、この変速機の変速操作を自動化するために用いられる。
具体的には、変速機は、変速操作用のシフトセレクト軸を有している。シフトセレクト軸は、変速機駆動装置により駆動される。これにより、シフトセレクト軸は、その中心軸線の周りの回転によってシフト動作し、軸方向移動によってセレクト動作をする。これらの動作を達成するために、変速機駆動装置がシフト動作用およびセレクト動作用の２つの電動モータを有することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭６３−０３０６３７号公報

特許文献１では、シフトセレクト軸を駆動するために２つの電動モータを用いているので、大型化し、また、製造コストが高くなる。
そこで、本発明の目的は、小型で安価な変速機駆動装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、変速機（２）変速用のシフトセレクト軸（１５）とは同軸に軸方向移動可能で且つ同伴回転可能な出力ナット（１９）と、上記出力ナットに係合し、軸方向移動不能に且つ回転可能に固定部材（２１）によって支持されたねじ軸（２０）と、上記ねじ軸を回転駆動する電動モータ（２７）と、上記出力ナットの軸方向移動を許容しつつ上記出力ナットに上記電動モータの動力を伝達可能な動力伝達部材（２８）と、上記電動モータから上記動力伝達部材への動力伝達経路（Ｑ１，Ｑ２）に配置され、上記動力伝達部材への動力伝達を断続するクラッチ（３１）と、上記動力伝達部材の回転を拘束可能な回転拘束機構（３２）と、を備えたことを特徴とする変速機駆動装置（３，３Ａ）である。

本発明によれば、回転拘束機構が動力伝達部材を介して出力ナットの回転を拘束し且つクラッチが動力伝達部材への動力伝達を遮断した状態で、電動モータによってねじ軸を回転させると、出力ナットが軸方向移動しシフトセレクト軸にセレクト動作をさせる。一方、回転拘束機構が動力伝達部材および出力ナットの回転を許容し且つクラッチを接続した状態で、電動モータを回転駆動すると、ねじ軸および出力ナットが一体に回転し、シフトセレクト軸にシフト動作をさせる。このように、シフトセレクト軸のシフト動作およびセレクト動作を、単一の電動モータの動力を用いて選択的に達成することができるので、小型化でき、また、製造コストを安くすることができる。なお、出力ナットは、シフトセレクト軸と単一の材料で一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。

また、本発明において、上記動力伝達部材は、筒状をなして上記ねじ軸を同心に挿通させており、上記動力伝達部材の外周（３５）に、上記出力ナットの軸方向移動を案内する案内部（３６）が設けられ、上記案内部によって、上記動力伝達部材と上記出力ナットの相対回転が規制されている場合がある（請求項２）。この場合、ねじ軸が動力伝達部材を挿通するので、ねじ軸が動力伝達部材を挿通しない場合と比較して、変速機駆動装置を小型化できる。また、案内部が動力伝達部材の外周に設けられているので、動力伝達部材の内周に設けられている場合と比較して、動力伝達部材をねじ軸の径方向に小型化でき、ひいては、変速機駆動装置を小型化できる。

また、本発明において、上記クラッチは、コイル（４１）への通電により生じる電磁力を利用して動力を断続可能な電磁クラッチ（３１）を含む場合がある（請求項３）。この場合には、シフトセレクト軸のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを、実用的な構成で実現できる。また、変速機駆動装置の小型化に寄与する。
また、本発明において、上記回転拘束機構は、コイル（５１）への通電により生じる電磁力を利用して回転を拘束可能な電磁ブレーキ（３２）を含む場合がある（請求項４）。この場合には、シフトセレクト軸のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを、実用的な構成で実現できる。また、変速機駆動装置の小型化に寄与する。

また、本発明において、第１の入力部材（７３）を含み上記電動モータの動力回転を減速して上記ねじ軸に伝達する第１の伝達機構（７１）と、第２の入力部材（７５）を含み上記電動モータの動力回転を減速して上記動力伝達部材に伝達する第２の伝達機構（７２）とを備え、上記第１の伝達機構および上記第２の伝達機構の伝達比は互いに等しくされ、上記クラッチは、上記第１の入力部材と上記第２の入力部材との間の動力の伝達を断続可能とされている場合がある（請求項５）。

この場合には、電動モータの動力回転を減速して利用するので、小型の電動モータを利用できる。また、クラッチは減速前の小さなトルクを断続するので、小型のクラッチを利用できる。従って、変速機駆動装置の小型化に寄与する。
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の第１の実施形態の変速機駆動装置が適用された自動変速装置の概略構成の分解斜視図である。 図１に示す変速機駆動装置の概略構成の模式図である。 図２の拡大図であり、セレクト動作時を示す。 図２の拡大図であり、シフト動作時を示す。 本発明の第２の実施形態の変速機駆動装置の概略構成の模式図である。 図５の拡大図であり、セレクト動作時を示す。 図５の拡大図であり、シフト動作時を示す。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の変速機駆動装置が適用された自動変速装置の概略構成の分解斜視図である。図１を参照して、自動変速装置１は、複数の動力伝達経路（図示せず）を切り替えることにより変速する変速機２と、この変速機２を変速操作する変速機駆動装置３と、この変速機駆動装置３の動作を制御する制御部４とを有している。

変速機２は、常時噛み合い式の歯車機構により構成されている。変速機２は、複数の動力伝達経路を構成する動力伝達機構（図示せず）と、複数の動力伝達経路のうちの何れかに切り替える変速操作機構６と、これら動力伝達機構および変速操作機構６を収容する変速機ケース７とを有している。動力伝達経路を切り換えることにより、伝達比を異ならせることができる。

変速操作機構６は、互いに平行に配置された複数のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有している。複数のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、その軸方向とは直交する方向に互いに並んでおり、何れかのフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向に見たときに、一直線上に並んでいる。複数のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、それぞれＵ字形形状のシフトフォーク１１（一つのみ図示した。）が装着されている。また、複数のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、それぞれ、変速機駆動装置３により駆動され凹部を区画する被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが装着されている。シフトフォーク１１が、動力伝達機構の被操作部材（図示せず）を操作する。

各フォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ当該フォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向に移動可能に変速機ケース７によって支持されている。フォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとシフトフォーク１１と被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃとは、互いに同行移動できるように、互いに固定されている。
所要の動力伝達経路を成立させるときには、制御部４の制御のもとで、変速機駆動装置３が、変速操作機構６を駆動する。何れか１つの所要のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃがその軸方向に移動され（矢印Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３参照）、当該所要のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに対応する動力伝達経路が成立するようになっている。

変速機駆動装置３は、シフトセレクト軸１５と、シフトセレクト軸１５により駆動されるシフトセレクトレバー１６とを有している。シフトセレクト軸１５の一部と、シフトセレクトレバー１６とは、変速機ケース７内に配置されている。
シフトセレクト軸１５は、中心軸線１７を有する。シフトセレクト軸１５は、当該シフトセレクト軸１５の軸方向に移動可能且つ当該シフトセレクト軸１５の中心軸線１７の周りに回転可能に、固定部材としての変速機ケース７に支持されている。

シフトセレクトレバー１６とシフトセレクト軸１５とは、シフトセレクト軸１５の中心軸線１７の周りに同行回転可能に且つシフトセレクト軸１５の軸方向に同行移動可能に、互いに固定されている。シフトセレクトレバー１６は、複数の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと選択的に係合可能である。
本実施形態では、複数のフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが互いに並ぶ方向に平行に、シフトセレクト軸１５が延びている。この場合、シフトセレクト軸１５の軸方向への当該シフトセレクト軸１５の移動（矢印Ｍ４）により、所要の動力伝達経路を成立させるための所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを駆動可能にするセレクト動作が達成される。また、シフトセレクト軸１５の回転（矢印Ｍ５）により、所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを駆動し所要の動力伝達経路を成立させるシフト動作が成立する。

具体的には、後述するように電動モータ２７により駆動されることにより、シフトセレクト軸１５がその軸方向に移動すると（セレクト動作。矢印Ｍ４参照。）、シフトセレクトレバー１６の先端が、所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの凹部に挿入され、当該所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに係合可能に対向する。これにより、所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが駆動可能になる。

次に、後述するように電動モータ２７により駆動されることにより、シフトセレクト軸１５が中心軸線１７の周りに回転すると（シフト動作。矢印Ｍ５参照。）、シフトセレクトレバー１６が中心軸線１７の周りに揺動し、シフトセレクトレバー１６の先端が、上述の所要の被駆動部材１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに係合し、これをフォーク軸１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向に移動させる。これにより、所要の動力伝達経路が成立する。

図２は、図１に示す変速機駆動装置３の概略構成の模式図である。図２を参照して、変速機駆動装置３は、シフトセレクト軸１５とは同軸に軸方向同伴移動可能で且つ同伴回転可能に連結された出力ナットとしてのボールナット１９と、ボールナット１９にボール６４を介して係合するねじ軸２０と、固定部材としてのハウジング２１と、ボールナット１９に同軸に配置され軸方向同伴移動可能で且つ同伴回転可能な筒部材２３とを有している。

ねじ軸２０は、軸方向移動不能に且つ回転可能に固定部材としてのハウジング２１によって支持されており、ボールナット１９を挿通している。
ハウジング２１は、シフトセレクト軸１５の一部、ボールナット１９、ねじ軸２０、および筒部材２３を収容している。ハウジング２１と変速機ケース７とは、互いに固定されている。ハウジング２１は、軸受２４，２５を保持し、軸受２４を介してねじ軸２０を支持し、これとともに、軸受２５を介してボールナット１９を支持している。また、ハウジング２１は、後述する以下の各部材、すなわち、動力伝達部材２８、電磁クラッチ３１、電磁ブレーキ３２等を収容している。

シフトセレクト軸１５の端部には、ボールナット１９の一端が連結されている。ボールナット１９の他端には、筒部材２３の一端が連結されている。シフトセレクト軸１５とボールナット１９と筒部材２３とは、それぞれ別部品として形成され、互いに固定されている。
なお、シフトセレクト軸１５とボールナット１９と筒部材２３とのうちの少なくとも２つが、単一材料により一体に形成されてもよい。また、ボールナット１９と筒部材２３との少なくとも一方が、シフトセレクト軸１５の一部として構成されてもよい。また、シフトセレクト軸１５とボールナット１９とが、これら両者とは別部品として構成された図示しない連結部材を介して、互いに連結されてもよい。

変速機駆動装置３は、ねじ軸２０を回転駆動する電動モータ２７と、ボールナット１９の軸方向移動を許容しつつボールナット１９に電動モータ２７の動力を伝達可能な動力伝達部材２８とを有している。
電動モータ２７は、シフト動作およびセレクト動作に共用されており、単一のブラシレスモータからなる。電動モータ２７は、ハウジング２１に支持されている。

動力伝達部材２８は、ねじ軸２０の軸方向に移動不能に且つ回転可能に、軸受２９を介してハウジング２１によって支持されている。
変速機駆動装置３は、電動モータ２７から動力伝達部材２８への動力伝達を断続するクラッチとしての電磁クラッチ３１と、動力伝達部材２８の回転を拘束可能な回転拘束機構としての電磁ブレーキ３２とを有している。上述のクラッチは、電動モータ２７から動力伝達部材２８への動力伝達経路Ｑ１に配置されている。

なお、クラッチとしては、電磁クラッチ３１以外に、例えば、油圧式のクラッチを用いることも考えられる。また、回転拘束機構としては、電磁ブレーキ３２以外に、例えば、油圧式のブレーキを用いる場合も考えられる。本実施形態では、電磁クラッチ３１および電磁ブレーキ３２が用いられる場合に則して説明する。
ボールナット１９とねじ軸２０とは、運動変換機構として機能する。すなわち、ハウジング２１に対するボールナット１９の回転を拘束したときには、ねじ軸２０の回転を、ねじ軸２０の軸方向に関するボールナット１９の移動に変換する。

また、ねじ軸２０とボールナット１９とを、同じ向きで互いに等しい回転速度で回転させるときには、ねじ軸２０の軸方向に関するボールナット１９の移動を伴うことなく、ねじ軸２０およびボールナット１９を、互いに同伴回転させることができる。
図３は、図２の拡大図であり、セレクト動作時を示す。図４は、図２の拡大図であり、シフト動作時を示す。図２と図３を参照して、セレクト動作させるときには、先ず、後述する電磁ブレーキ３２の電磁石５４が通電されて、電磁ブレーキ３２の第１の部材５２と第２の部材５３とが互いに摩擦係合する。ハウジング２１に対する動力伝達部材２８の回転が拘束される。これとともに、後述する電磁クラッチ３１の電磁石４４への通電が停止されて、電磁クラッチ３１の駆動部材４２と従動部材４３とが互いに離隔する。ねじ軸２０から動力伝達部材２８への動力伝達が遮断される。

電磁ブレーキ３２が動力伝達部材２８を介してボールナット１９の回転を拘束し且つ電磁クラッチ３１が動力伝達部材２８への動力伝達を遮断した状態で、電動モータ２７によってねじ軸２０を回転させると、ボールナット１９が軸方向移動しシフトセレクト軸１５にセレクト動作をさせる。
図２と図４を参照して、一方、シフト動作させるときには、先ず、電磁ブレーキ３２の電磁石５４への通電が停止されて、第１の部材５２と第２の部材５３とが互いに離隔する。ハウジング２１に対する動力伝達部材２８の回転が許容される。これとともに、電磁クラッチ３１の電磁石４４が通電されて、駆動部材４２と従動部材４３とが互いに摩擦係合する。これにより、ねじ軸２０から動力伝達部材２８への動力伝達が達成される。

電磁ブレーキ３２が動力伝達部材２８およびボールナット１９の回転を許容し且つ電磁クラッチ３１を接続した状態で、電動モータ２７を回転駆動すると、ねじ軸２０およびボールナット１９が一体に回転し、シフトセレクト軸１５にシフト動作をさせる。
電動モータ２７の動力は、動力伝達経路Ｑ１に沿って、すなわち、電動モータ２７の出力軸６３から、後述する伝達機構６０の入力部材６１、後述する出力部材６２、ねじ軸２０、電磁クラッチ３１を経て、動力伝達部材２８へ伝達される。その後、動力回転は、筒部材２３、ボールナット１９を経て、シフトセレクト軸１５に伝達される。

このように、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作を、単一の電動モータ２７の動力を用いて選択的に達成することができるので、変速機駆動装置３を小型化でき、また、製造コストを安くすることができる。
なお、この効果は、次の場合にも得ることができる。すなわち、図示しないが、各フォーク軸がシフトセレクト軸に対して平行に配置される場合も考えられる。この場合には、シフトセレクト軸の軸方向移動が、シフトセレクト軸のシフト動作に相当し、シフトセレクト軸の回転が、シフトセレクト軸のセレクト動作に相当する。

また、本実施形態では、シフトセレクト軸１５が回転するときには、ボールナット１９が動力伝達部材２８を介して駆動されるので、ねじ軸２０とボールナット１９との係合部を通じた動力伝達はなされない。従って、ねじ軸２０およびボールナット１９の耐久性を向上できる。換言すれば、ねじ軸２０およびボールナット１９に小型のものを利用することが可能となる。

制御部４は、マイクロコンピュータを含んでおり、予め記憶されたプログラムにしたがって処理を行う。制御部４には、運転者により操作される操作部（図示せず）が電気的に接続されている。制御部４には、電動モータ２７、電磁クラッチ３１のアクチュエータ、電磁ブレーキ３２のアクチュエータが電気的に接続されている。制御部４は、操作部からの入力に応答して、変速機駆動装置３の電動モータ２７、電磁クラッチ３１、および電磁ブレーキ３２を制御する。

また、上述の変速機駆動装置３においては、以下のように構成するのが好ましい。すなわち、動力伝達部材２８は、筒状をなしてねじ軸２０を同心に挿通させている。動力伝達部材２８の外周３５に、ボールナット１９の軸方向移動を案内する案内部としての雄スプライン３６が設けられている。この案内部によって、動力伝達部材２８とボールナット１９の相対回転が規制されている。この場合には、ねじ軸２０が動力伝達部材２８を挿通するので、ねじ軸２０が動力伝達部材２８を挿通しない場合と比較して、変速機駆動装置３を小型化できる。また、案内部が動力伝達部材２８の外周３５に設けられているので、動力伝達部材の内周に設けられている場合と比較して、動力伝達部材２８をねじ軸２０の径方向に小型化でき、ひいては、変速機駆動装置３を小型化できる。

具体的には、筒部材２３は、ねじ軸２０の軸方向に関するボールナット１９の端部から、ねじ軸２０の軸方向に延設されている。筒部材２３と動力伝達部材２８とは、互いにスプライン嵌合している。動力伝達部材２８の外周３５は、案内部としての雄スプライン３６を有している。筒部材２３の内周３８は、被案内部としての雌スプライン３９を有している。

また、本実施形態では、クラッチとして、コイル４１への通電により生じる電磁力を利用して動力を断続可能な電磁クラッチ３１が用いられている。この場合には、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを、実用的な構成で実現できる。また、変速機駆動装置３の小型化に寄与する。
具体的には、電磁クラッチ３１は、電動モータ２７により駆動される駆動部材４２と、駆動部材４２と係合可能とされ動力伝達部材２８を駆動する従動部材４３と、駆動部材４２および従動部材４３との間の動力伝達を達成するアクチュエータとしての電磁石４４とを有している。また、電磁クラッチ３１は、電磁石４４への通電を遮断したときに、駆動部材４２および従動部材４３との間の動力伝達を遮断するための付勢部材としてのばね部材４５を有している。また、電磁クラッチ３１は、ねじ軸２０の一部を取り囲んで、例えば、互いに同心に配置されている。

本実施形態では、上述の電磁クラッチ３１に則して説明するが、電磁石４４の通電時に動力伝達が遮断され、非通電時に動力伝達が達成される場合も考えられる。
従動部材４３は、ばね部材４５を介して、軸方向に相対移動可能に且つ同行回転可能に動力伝達部材２８に取り付けられている。駆動部材４２は、ねじ軸２０の軸方向に移動不能に且つ同行回転可能にねじ軸２０に固定されている。駆動部材４２と従動部材４３とは、ねじ軸２０の軸方向に関して互いに近接して配置されている。ばね部材４５が弾性変形していない自然状態のときに、駆動部材４２と従動部材４３とは互いに接触しないようになっている。また、ばね部材４５が所定量で弾性変形したときに、駆動部材４２と従動部材４３とは、互いに接触する。

電磁石４４は、コイル４１を含んでいる。電磁石４４は、ハウジング２１に固定されており、駆動部材４２とは接触しないようになっている。ねじ軸２０の軸方向に関して、駆動部材４２は、電磁石４４と従動部材４３との間に配置されている。
図４を参照して、例えば、電磁石４４に通電したときに、ばね部材４５を弾性変形させながら、その弾性復元力に抗して、従動部材４３が駆動部材４２に接近して接触し、互いに摩擦係合する。駆動部材４２および従動部材４３との間の動力伝達が達成される。

図３を参照して、逆に、電磁石４４への通電を停止したときには、ばね部材４５の弾性復元力により、駆動部材４２および従動部材４３が、互いに離隔して、互いの係合が解除される。駆動部材４２および従動部材４３との間の動力伝達が遮断される。
図２を参照して、本実施形態では、回転拘束機構は、コイル５１への通電により生じる電磁力を利用して回転を拘束可能な電磁ブレーキ３２を含んでいる。この場合には、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを、実用的な構成で実現できる。また、変速機駆動装置３の小型化に寄与する。

具体的には、電磁ブレーキ３２は、動力伝達部材２８と同行回転する可動側部材としての第１の部材５２と、第１の部材５２と係合可能とされた固定側部材としての第２の部材５３と、第１の部材５２および第２の部材５３との間の相対回転を阻止するアクチュエータとしての電磁石５４とを有している。また、電磁ブレーキ３２は、電磁石５４への通電を遮断したときに、第１の部材５２および第２の部材５３の相対回転を許容するための付勢部材としてのばね部材５５を有している。また、電磁ブレーキ３２は、ねじ軸２０の一部を取り囲んで、例えば、互いに同心に配置されている。

本実施形態では、上述の電磁ブレーキ３２に則して説明するが、通電時に相対回転が許容され、非通電時に相対回転が阻止される場合も考えられる。
第１の部材５２は、ばね部材５５を介して、ねじ軸２０の軸方向に相対移動可能に且つ同行回転可能に動力伝達部材２８に取り付けられている。第２の部材５３は、ハウジング２１に固定されている。第１の部材５２と第２の部材５３とは、ねじ軸２０の軸方向に関して互いに近接して配置されている。電磁石５４への非通電時のばね部材５５が弾性変形していない自然状態のときに、第１の部材５２と第２の部材５３とは互いに接触しないようになっている。また、ばね部材５５が所定量で弾性変形したときに、第１の部材５２と第２の部材５３とは、互いに接触できるようになっている。

電磁石５４は、コイル５１を含んでいる。電磁石５４は、ハウジング２１に固定されている。ねじ軸２０の軸方向に関して、第２の部材５３は、電磁石５４と第１の部材５２との間に配置されている。
図３を参照して、例えば、電磁石５４に通電したときに、ばね部材５５を弾性変形させながら、その弾性復元力に抗して、第１の部材５２が第２の部材５３に接近して互いに接触し、互いに摩擦係合する。これにより、第１の部材５２の回転が、ひいては、動力伝達部材２８の回転が拘束される。

図４を参照して、逆に、電磁石５４への通電を停止したときには、ばね部材５５の弾性復元力により、第１の部材５２および第２の部材５３が互いに離隔して、互いの係合が解除される。これにより、第１の部材５２の回転が、ひいては、動力伝達部材２８の回転が許容される。
図２を参照して、本実施形態では、変速機駆動装置３は、電動モータ２７の動力回転を減速してねじ軸２０に伝達する伝達機構６０を有している。伝達機構６０は、入力部材６１と、出力部材６２とを有している。電磁クラッチ３１は、伝達機構６０の出力部材６２と、動力伝達部材２８との間の動力の伝達を断続可能とされている。この場合には、電動モータ２７の動力回転を減速して利用するので、小型の電動モータ２７を利用できる。従って、変速機駆動装置３の小型化に寄与する。

具体的には、伝達機構６０は、入力部材６１および出力部材６２の間の動力回転を減速する減速機構として機能し、具体的には、歯車機構を構成している。入力部材６１は、駆動ギヤからなる。出力部材６２は、駆動ギヤと噛み合う従動ギヤからなる。歯車機構は、例えば、平行軸歯車機構を構成している。駆動ギヤおよび従動ギヤは、例えば、平歯車、斜歯歯車を利用できる。また、入力部材６１と電動モータ２７の出力軸６３とは、互いに同行回転するように、互いに連結されている。出力部材６２とねじ軸２０とは、互いに同行回転するように、互いに連結されている。

ボールナット１９とねじ軸２０とは、ボールねじ機構を構成している。この場合には、ボールナット１９をねじ軸２０の軸方向に移動させる場合の摩擦力を小さくできるので、小出力で小型の電動モータ２７を利用することが可能となる。
図２では簡略化されているが、ボールねじ機構のボールナット１９は、内周面に螺旋状のボール転動溝を有している。ボールねじ機構のねじ軸２０は、外周面に螺旋状のボール転動溝を有している。このねじ軸２０のボール転動溝およびボールナット１９のボール転動溝が対向して形成される軌道内を複数のボール６４が転動する。各ボール６４は、ボールナット１９のボール転動溝の一端部と他端部とをつなぐ循環路により、無限循環するようになっている。ねじ軸２０とボールナット１９との間に介在する複数のボール６４は、ねじ軸２０とボールナット１９との間の摩擦を低減する。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様であり、同一符号を付してある。
例えば、図５は、本発明の第２の実施形態の変速機駆動装置３Ａの概略構成の模式図である。図６は、図５の拡大図であり、セレクト動作時を示す。図７は、図５の拡大図であり、シフト動作時を示す。図５に示す変速機駆動装置３Ａは、図２に示す伝達機構６０に代えて、図５に示す第１の伝達機構７１および第２の伝達機構７２を有している。また、電磁クラッチ３１の配置が変更されている。

図５を参照して、変速機駆動装置３Ａは、電動モータ２７の動力回転を減速してねじ軸２０に伝達する第１の伝達機構７１と、電動モータ２７の動力回転を減速して動力伝達部材２８に伝達する第２の伝達機構７２とを有している。第１の伝達機構７１は、第１の入力部材７３と、第１の出力部材７４とを有している。第２の伝達機構７２は、第２の入力部材７５と、第２の出力部材７６とを有している。第１の伝達機構７１および第２の伝達機構７２の伝達比は互いに等しくされている。電磁クラッチ３１は、第１の入力部材７３と第２の入力部材７５との間の動力の伝達を断続可能とされている。

本実施形態では、電動モータ２７の動力回転を減速して利用するので、小型の電動モータ２７を利用できる。また、電磁クラッチ３１は減速前の小さなトルクを断続するので、小型のクラッチを利用できる。従って、変速機駆動装置３Ａの小型化に寄与する。
第１の伝達機構７１は、第１の入力部材７３および第１の出力部材７４の間の動力回転を減速する減速機構として機能し、具体的には、歯車機構を構成している。第１の入力部材７３は、駆動ギヤ７３１と、この駆動ギヤ７３１と同行回転する軸７３２とを含んでいる。第１の出力部材７４は、駆動ギヤ７３１と噛み合う従動ギヤからなる。歯車機構は、例えば、平行軸歯車機構を構成している。第１の伝達機構７１の駆動ギヤ７３１および従動ギヤは、例えば、平歯車、斜歯歯車を利用できる。また、第１の入力部材７３と電動モータ２７の出力軸６３とは、互いに同行回転するように、互いに連結されている。第１の出力部材７４とねじ軸２０とは、互いに同行回転するように、互いに連結されている。

第２の伝達機構７２は、第２の入力部材７５および第２の出力部材７６の間の動力回転を減速する減速機構として機能し、具体的には、歯車機構を構成している。第２の入力部材７５は、駆動ギヤ７５１と、この駆動ギヤ７５１と同行回転する軸７５２とを含んでいる。第２の入力部材７５は、固定部材としてのハウジング２１により回転可能に支持されている。第２の出力部材７６は、駆動ギヤ７５１と噛み合う従動ギヤからなる。歯車機構は、例えば、平行軸歯車機構を構成している。第２の伝達機構７２の駆動ギヤ７５１および従動ギヤは、例えば、平歯車、斜歯歯車を利用できる。

また、第２の入力部材７５は、電磁クラッチ３１を介して、第１の入力部材７３および電動モータ２７の出力軸６３と、互いに同行回転するように、互いに連結可能とされている。例えば、電磁クラッチ３１の従動部材４３は、ばね部材４５を介して、軸方向に相対移動可能に且つ同行回転可能に軸７５２に取り付けられている。電磁クラッチ３１の駆動部材４２は、ねじ軸２０の軸方向に移動不能に且つ同行回転可能に軸７３２に固定されている。また、第２の出力部材７６と動力伝達部材２８とは、互いに同行回転するように、互いに連結されている。

また、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、変速機駆動装置３Ａは、シフトセレクト軸１５とは同軸に軸方向同伴移動可能で且つ同伴回転可能に連結された出力ナットとしてのボールナット１９と、ボールナット１９にボール６４を介して係合するねじ軸２０とを有している。ねじ軸２０は、軸方向移動不能に且つ回転可能に固定部材としてのハウジング２１によって支持されている。

変速機駆動装置３Ａは、ねじ軸２０を回転駆動する電動モータ２７と、ボールナット１９の軸方向移動を許容しつつボールナット１９に電動モータ２７の動力を伝達可能な動力伝達部材２８とを有している。変速機駆動装置３Ａは、電動モータ２７から動力伝達部材２８への動力伝達を断続するクラッチとしての電磁クラッチ３１と、動力伝達部材２８の回転を拘束可能な回転拘束機構としての電磁ブレーキ３２とを有している。クラッチは、電動モータ２７から動力伝達部材２８への動力伝達経路Ｑ２に配置されている。

図５と図６を参照して、電磁ブレーキ３２が動力伝達部材２８を介してボールナット１９の回転を拘束し且つ電磁クラッチ３１が動力伝達部材２８への動力伝達を遮断した状態で、電動モータ２７によってねじ軸２０を回転させると、ボールナット１９が軸方向移動しシフトセレクト軸１５にセレクト動作をさせる。
図５と図７を参照して、一方、電磁ブレーキ３２が動力伝達部材２８およびボールナット１９の回転を許容し且つ電磁クラッチ３１を接続した状態で、電動モータ２７を回転駆動すると、ねじ軸２０およびボールナット１９が一体に回転し、シフトセレクト軸１５にシフト動作をさせる。

このとき、電動モータ２７の動力は、動力伝達経路Ｑ２に沿って、すなわち、電動モータ２７の出力軸６３から、第１の伝達機構７１の第１の入力部材７３、電磁クラッチ３１、第２の伝達機構７２の第２の入力部材７５、第２の出力部材７６を経て、動力伝達部材２８へ伝達される。その後、動力回転は、筒部材２３、ボールナット１９を経て、シフトセレクト軸１５に伝達される。

このように、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作を、単一の電動モータ２７の動力を用いて選択的に達成することができるので、小型化でき、また、製造コストを安くすることができる。
図５を参照して、ねじ軸２０が動力伝達部材２８を挿通するので、ねじ軸２０が動力伝達部材２８を挿通しない場合と比較して、変速機駆動装置３Ａを小型化できる。動力伝達部材２８とボールナット１９との相対回転を規制する案内部としての雄スプライン３６が、動力伝達部材２８の外周３５に設けられているので、動力伝達部材の内周に設けられている場合と比較して、動力伝達部材２８をねじ軸２０の径方向に小型化でき、ひいては、変速機駆動装置３Ａを小型化できる。

電磁クラッチ３１の採用により、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを実用的な構成で実現でき、これとともに、変速機駆動装置３Ａの小型化に寄与する。また、電磁ブレーキ３２の採用により、シフトセレクト軸１５のシフト動作およびセレクト動作の切り換えを実用的な構成で実現でき、これとともに、変速機駆動装置３Ａの小型化に寄与する。

また、上述の各実施形態において、動力伝達部材２８の内周の案内部と筒部材２３の外周の被案内部とが互いに係合することも考えられる。また、この場合および上述の各実施形態において、案内部としては、動力伝達部材２８に形成されたキー溝であってもよい。このキー溝に、筒部材２３に固定された被案内部としてのキーが嵌合するようにしてもよい。また、案内部としては、動力伝達部材２８に固定されたキーであってもよい。このキーが、筒部材２３に形成された被案内部としてのキー溝に嵌合するようにしてもよい。

また、上述の各実施形態において、ボールねじ機構に代えて、出力ナットとねじ軸とが直接にねじ係合するねじ機構を用いることも考えられる。
また、上述の各実施形態では、ねじ軸２０が筒状の動力伝達部材２８を挿通していたが、逆に、動力伝達部材が、筒状のねじ軸を挿通することも考えられる。また、上述の各実施形態では、電動モータ２７の出力軸６３とねじ軸２０とが、ねじ軸２０の径方向に関して互いに離隔して互いに平行に配置されていたが、これには限定されない。例えば、電動モータ２７の出力軸６３とねじ軸２０とが、互いに同心に配置される場合、電動モータ２７の出力軸６３とねじ軸２０とが互いに交差するように配置される場合や、電動モータ２７の出力軸６３とねじ軸２０とが互いに食い違い軸の関係をなすように配置される場合も考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２…変速機、３，３Ａ…変速機駆動装置、１５…シフトセレクト軸、１９…ボールナット（出力ナット）、２０…ねじ軸、２１…ハウジング（固定部材）、２７…電動モータ、２８…動力伝達部材、３１…電磁クラッチ（クラッチ）、３２…電磁ブレーキ（回転拘束機構）、３５…動力伝達部材の外周、３６…雄スプライン（案内部）、４１，５１…コイル、６４…ボール、７１…第１の伝達機構、７２…第２の伝達機構、７３…第１の入力部材、７５…第２の入力部材、Ｑ１，Ｑ２…動力伝達経路。

Claims (5)

1. 変速機変速用のシフトセレクト軸とは同軸に軸方向移動可能で且つ同伴回転可能な出力ナットと、
   上記出力ナットに係合し、軸方向移動不能に且つ回転可能に固定部材によって支持されたねじ軸と、
   上記ねじ軸を回転駆動する電動モータと、
   上記出力ナットの軸方向移動を許容しつつ上記出力ナットに上記電動モータの動力を伝達可能な動力伝達部材と、
   上記電動モータから上記動力伝達部材への動力伝達経路に配置され、上記動力伝達部材への動力伝達を断続するクラッチと、
   上記動力伝達部材の回転を拘束可能な回転拘束機構と、を備えたことを特徴とする変速機駆動装置。
2. 請求項１において、
   上記動力伝達部材は、筒状をなして上記ねじ軸を同心に挿通させており、
   上記動力伝達部材の外周に、上記出力ナットの軸方向移動を案内する案内部が設けられ、上記案内部によって、上記動力伝達部材と上記出力ナットの相対回転が規制されていることを特徴とする変速機駆動装置。
3. 請求項１において、上記クラッチは、コイルへの通電により生じる電磁力を利用して動力を断続可能な電磁クラッチを含むことを特徴とする変速機駆動装置。
4. 請求項１において、上記回転拘束機構は、コイルへの通電により生じる電磁力を利用して回転を拘束可能な電磁ブレーキを含むことを特徴とする変速機駆動装置。
5. 請求項１において、
   第１の入力部材を含み上記電動モータの動力回転を減速して上記ねじ軸に伝達する第１の伝達機構と、
   第２の入力部材を含み上記電動モータの動力回転を減速して上記動力伝達部材に伝達する第２の伝達機構とを備え、
   上記第１の伝達機構および上記第２の伝達機構の伝達比は互いに等しくされ、
   上記クラッチは、上記第１の入力部材と上記第２の入力部材との間の動力の伝達を断続可能とされていることを特徴とする変速機駆動装置。

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