JP2011202693A - 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、同軸上に一体回転可能に且つ軸方向Ａ４の第１噛合位置、第２噛合位置並びに第１噛合位置および第２噛合位置間の非噛合位置に一体移動可能な第１ギヤ３１および第２ギヤ３２を含む一体ギヤ３０と、一体ギヤ３０を回転駆動可能な電動モータ３６と、第１噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第１ギヤ３１と噛み合い可能で且つシフト軸１８の回転運動を伴って回転可能な第３ギヤ３３と、第２噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第２ギヤ３２と噛み合い可能で且つセレクト軸２２の軸方向移動を伴って回転可能な第４ギヤ３４と、一体ギヤ３０を第１噛合位置、第２噛合位置および非噛合位置に移動可能な移動機構３７と、を有する。
【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、同軸上に一体回転可能に且つ軸方向（Ａ４）の第１噛合位置、第２噛合位置並びに上記第１噛合位置および上記第２噛合位置間の非噛合位置に一体移動可能な第１ギヤ（３１）および第２ギヤ（３２）を含む一体ギヤ（３０）と、上記一体ギヤを回転駆動可能な電動モータ（３６）と、上記第１噛合位置に変位した上記一体ギヤの上記第１ギヤと噛み合い可能で且つシフト軸（１８）の回転運動を伴って回転可能な第３ギヤ（３３）と、上記第２噛合位置に変位した上記一体ギヤの上記第２ギヤと噛み合い可能で且つセレクト軸（２２）の軸方向移動を伴って回転可能な第４ギヤ（３４）と、上記一体ギヤを上記第１噛合位置、上記第２噛合位置および上記非噛合位置に移動可能な移動機構（３７）と、を備えたことを特徴とする変速機駆動装置（３）である。

本発明によれば、第１噛合位置に変位した一体ギヤの第１ギヤと第３ギヤとが互いに噛み合う。これらのギヤを介して、電動モータの動力がシフト軸に伝達され、シフト動作が得られる。第２噛合位置に変位した一体ギヤの第２ギヤと第４ギヤとが互いに噛み合う。これらのギヤを介して、電動モータの動力がセレクト軸に伝達され、セレクト動作が得られる。このように、シフト軸の回転運動（シフト動作）およびセレクト軸の軸方向移動（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。

また、本発明において、上記変速機駆動装置は、上記一体ギヤの回転角度を検出する一体ギヤ回転角度検出手段（４７）と、上記第３ギヤの回転角度を検出する第３ギヤ回転角度検出手段（４８）と、上記第４ギヤの回転角度を検出する第４ギヤ回転角度検出手段（４９）と、上記電動モータおよび上記移動機構を制御する制御部（４）と、を備える。上記制御部は、シフトおよびセレクトを相互に切り換えるときに、上記移動機構によって上記一体ギヤを上記非噛合位置に移動させた状態で、上記一体ギヤ回転角度検出手段によって検出された上記一体ギヤの上記回転角度と、対応する回転角度検出手段によって検出された噛み合い先のギヤの上記回転角度とに基づいて、上記電動モータによって上記一体ギヤを回転駆動することにより、上記一体ギヤを上記噛み合い先のギヤに噛み合い可能なように、上記一体ギヤの位相を上記噛み合い先のギヤの位相に合わせる場合がある。

この場合、一体ギヤを第３ギヤにも第４ギヤにも噛み合っていない非噛合位置に変位させた状態で、一体ギヤと噛み合い先のギヤとの回転角度を検出し、これらの検出結果に基づいて、一体ギヤを電動モータによって回転させて、例えば、第１ギヤを噛み合い先の第３ギヤに噛み合うように位相合わせすることができ、その結果、第１ギヤを第３ギヤに確実に噛み合わせることができる。同様に、第２ギヤを噛み合い先の第４ギヤに対して位相合わせして、両ギヤを確実に噛み合わせることができる。

また、本発明において、上記制御部は、上記一体ギヤ回転角度検出手段によって検出された上記一体ギヤの上記回転角度と、上記対応する回転角度検出手段によって検出された上記噛み合い先のギヤの上記回転角度とに基づいて、上記一体ギヤが上記噛み合い先のギヤに噛み合い可能な角度範囲（ＤＡ２，ＤＡ３）にあるか否かを検出し、上記一体ギヤが上記噛み合い可能な角度範囲にないことを条件として、上記位相合わせを実行する場合がある。この場合、位相合わせは、必要なときに実行され、不要なときには実行されない。その結果、シフト動作およびセレクト動作を確実に且つ迅速に達成できる。

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。

本発明の一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の模式図をシフト動作時で示す。 図２の模式図をセレクト動作時で示す。 ギヤの噛み合いの説明図である。 シフトからセレクトへ切り換えるときの制御部のフローチャートである。 セレクトからシフトへ切り換えるときの制御部のフローチャートである。 第１ギヤと第３ギヤの位相合わせ時の模式図であり、図８（ａ）に噛み合わない場合の位相合わせ前の状態を示し、図８（ｂ）に、位相合わせした状態を示し、図８（ｃ）に、噛み合わせた状態を示す。

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、本発明の一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とを有している。変速機駆動装置３は、制御部４を有している。これにより、変速機駆動装置３の動作が制御される。

変速機２は、複数の動力伝達経路を構成するための常時噛み合い式の歯車機構により構成された動力伝達機構（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１０，１１，１２を有している。複数のフォーク軸１０，１１，１２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１０，１１，１２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１０，１１，１２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１３，１４，１５が装着されている。また、各フォーク軸１０，１１，１２には、それぞれＵ字形形状のシフトフォーク１６（一つのみ図示した。）が装着されている。シフトフォーク１６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１０，１１，１２は、それぞれ当該フォーク軸１０，１１，１２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１０，１１，１２と被駆動部材１３，１４，１５とシフトフォーク１６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１０，１１，１２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１０，１１，１２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、シフト軸１８と、シフト軸１８により支持されるシフトセレクトレバー１９と、シフトセレクトレバー１９をシフト軸１８の軸方向に移動させるために後述する電動モータ３６の動力を伝達する伝達機構２０とを有している。シフト軸１８の一部と、シフトセレクトレバー１９と、伝達機構２０の一部とは、変速機ケース７内に配置されている。

シフト軸１８は、中心軸線２１を有する。シフト軸１８は、その中心軸線２１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。
伝達機構２０は、変速機駆動装置３の後述する第４ギヤ３４により駆動されるセレクト軸２２と、セレクト軸２２により駆動されるアーム２３とを有している。このアーム２３が、シフトセレクトレバー１９を駆動する。

セレクト軸２２は、第４ギヤ３４の接線方向に平行に延びており、当該セレクト軸２２の軸方向に関する一端２２１と他端２２２とを有している。セレクト軸２２は、その軸方向に移動可能に変速機ケース７により軸受２４を介して支持されている。セレクト軸２２の一端２２１と、第４ギヤ３４とは、セレクト軸２２の軸方向に同行移動可能に且つセレクト軸２２の軸方向に直交する方向の相対移動を許容可能に互いに連結されている。

例えば、セレクト軸２２の一端２２１は、第４ギヤ３４にピン２５を介して連結されている。ピン２５は、第４ギヤ３４の端面における外周寄り部分に取り付けられ、端面から第４ギヤ３４の中心軸線と平行に突出している。ピン２５は、セレクト軸２２の一端２２１の長孔に挿入されており、この長孔に係合している。この長孔は、セレクト軸２２の軸方向に直交し且つピン２５の突出方向とは直交して延びている。

セレクト軸２２の他端２２２とアーム２３の一端２３１とが、セレクト軸２２の軸方向に同行移動可能に且つセレクト軸２２の軸方向に直交する方向の相対移動を許容可能に互いに連結されている。具体的には、セレクト軸２２の他端２２２に固定されたピン２６と、アーム２３の一端２３１の長孔とが嵌合して係合している。この長孔は、セレクト軸２２の軸方向とは直交する方向に延びている。

アーム２３は、互いに直角に接続された２つの辺部２３２，２３３を有している。アーム２３はＬ字形形状をなしている。アーム２３の２つの辺部２３２，２３３の接続部分は、支軸２７により、この支軸２７の中心軸線の周りに回転可能に支持されている。支軸２７は、シフト軸１８の軸方向に直交する方向に平行であり、且つセレクト軸２２の軸方向に直交する方向に平行に延びており、例えば、変速機ケース７により支持されている。

アーム２３の他端２３４は、フォーク状をなし、シフトセレクトレバー１９と係合し、シフト軸１８の軸方向にシフトセレクトレバー１９と同行移動可能とされている。
シフトセレクトレバー１９は、シフト軸１８により駆動されることにより回転し、伝達機構２０により駆動されることによりシフト軸１８の軸方向に移動する。
シフトセレクトレバー１９とシフト軸１８とは、シフト軸１８の中心軸線２１の周りに同行回転可能に且つシフト軸１８の軸方向に相対移動可能に、互いに嵌合している。例えば、シフトセレクトレバー１９の内周の雌スプラインとシフト軸１８の外周の雄スプラインとが、スプライン嵌合している。

シフトセレクトレバー１９は、複数の被駆動部材１３，１４，１５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１０，１１，１２が互いに並ぶ方向に平行に、シフト軸１８が延びている。この場合、伝達機構２０によるシフト軸１８の軸方向へのシフトセレクトレバー１９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１３，１４，１５を駆動可能にするセレクト動作が達成される。このときの被駆動部材１３，１４，１５は、何れかのフォーク軸１０，１１，１２の軸方向に関して互いに同じ位置にある。また、この位置にある被駆動部材１３，１４，１５と係合するシフトセレクトレバー１９は、シフト軸１８の回転方向に関して同じ位置（中立位置という）にある。

また、シフト軸１８の回転（矢印Ｍ５）により、シフトセレクトレバー１９は、上述の中立位置から、何れかのフォーク軸１０，１１，１２の軸方向に関して中立位置とは離隔した駆動位置に移動する。これにより、シフトセレクトレバー１９が所要の被駆動部材１３，１４，１５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３６により駆動されることにより、電動モータ３６の出力軸の回転が、伝達機構２０のセレクト軸２２の軸方向移動（矢印Ｍ７）に変換される。この軸方向移動が、伝達機構２０のアーム２３を介してシフトセレクトレバー１９に伝達される。シフトセレクトレバー１９が、シフト軸１８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１９の先端が、所要の被駆動部材１３，１４，１５の凹部に挿入され、当該所要の被駆動部材１３，１４，１５に係合可能に対向する。これにより、所要の被駆動部材１３，１４，１５が駆動可能になる。

次に、後述するように電動モータ３６により駆動されることにより、シフト軸１８が中心軸線２１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１９が中心軸線２１の周りに揺動し（矢印Ｍ６）、シフトセレクトレバー１９の先端が、上述の所要の被駆動部材１３，１４，１５に係合し、これをフォーク軸１０，１１，１２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３は、図２の模式図をシフト動作時で示す。図４は、図２の模式図をセレクト動作時で示す。先ず、図１と図２を参照して、変速機駆動装置３は、第１ギヤ３１および第２ギヤ３２を含む一体ギヤ３０と、第３ギヤ３３と、第４ギヤ３４とを有している。また、変速機駆動装置３は、一体ギヤ３０を回転駆動可能な電動モータ３６と、一体ギヤ３０をその軸方向Ａ４に移動可能な移動機構３７とを有している。変速機駆動装置３は、固定部材としてのハウジング３８を有している。

ハウジング３８は、シフト軸１８の一部、伝達機構２０の一部、一体ギヤ３０、第３ギヤ３３、第４ギヤ３４等を収容している。ハウジング３８は、電動モータ３６を支持している。ハウジング３８と変速機ケース７とは、互いに固定されている。
一体ギヤ３０は、中心軸線を有しており、この中心軸線の周りに回転可能に、且つその中心軸線に沿う方向（軸方向Ａ４）に移動可能に、ハウジング３８によって支持されており、具体的には、移動機構３７および電動モータ３６を介して支持されている。

第１ギヤ３１および第２ギヤ３２は、同軸上に一体回転可能に且つ一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に一体移動可能である。第１ギヤ３１および第２ギヤ３２は、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に関する第１噛合位置（図３参照）、第２噛合位置（図４参照）並びに第１噛合位置および第２噛合位置間の非噛合位置（図２参照）に一体移動可能とされている。
例えば、第１ギヤ３１および第２ギヤ３２は、単一材料により互いに一体に形成されている。これにより、一体ギヤ３０を構成している。なお、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１および第２ギヤ３２を、互いに別体で形成し、同行回転可能に且つ軸方向Ａ４に同行移動可能に互いに固定し、これにより一体ギヤ３０を構成してもよい。第１ギヤ３１および第２ギヤ３２は、互いに同心に配置されており、一体ギヤ３０の中心軸線とは同心に配置されている。

移動機構３７は、アクチュエータとしてのソレノイド４０と、このソレノイド４０により駆動されるとともに一体ギヤ３０を駆動する連結軸４１とを有している。ソレノイド４０により連結軸４１を介して一体ギヤ３０を、その軸方向Ａ４に駆動できる。移動機構３７は、一体ギヤ３０を、当該一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に関する第１噛合位置、第２噛合位置、および非噛合位置に移動させることができる。

また、連結軸４１は、電動モータ３６により回転駆動される。これにより、一体ギヤ３０は、連結軸４１を介して、一体ギヤ３０の中心軸線の周りに回転駆動される。
第３ギヤ３３は、第１噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第１ギヤ３１と噛み合い可能で且つシフト軸１８の回転運動を伴って回転可能とされている。第３ギヤ３３は、回転可能に且つ第３ギヤ３３の軸方向に移動不能に、ハウジング３８により支持されている。具体的には、第３ギヤ３３は、シフト軸１８と同心に配置され、シフト軸１８と同行回転可能に且つシフト軸１８の軸方向に同行移動可能に、シフト軸１８に連結されている。第３ギヤ３３は、シフト軸１８と、このシフト軸１８を支持する軸受４３とを介して、ハウジング３８により上述のように支持されている。

第４ギヤ３４は、第２噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第２ギヤ３２と噛み合い可能で且つセレクト軸２２の軸方向移動を伴って回転可能とされている。第４ギヤ３４は、回転可能に且つ第４ギヤ３４の軸方向に移動不能に、ハウジング３８により支持されている。具体的には、第４ギヤ３４は、支持軸４４と、この支持軸４４を回転可能に支持する軸受４５とを介して、ハウジング３８により上述のように支持されている。第４ギヤ３４の回転に伴ってセレクト軸２２を当該セレクト軸２２の軸方向に移動可能になるように、第４ギヤ３４とセレクト軸２２とは互いに連結されている。

図３を参照して、本実施形態によれば、第１噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第１ギヤ３１と第３ギヤ３３とが互いに噛み合う。これらの第１ギヤ３１と第３ギヤ３３を介して、電動モータ３６の動力がシフト軸１８に伝達され、上述のようにシフト動作が得られる。
図４を参照して、第２噛合位置に変位した一体ギヤ３０の第２ギヤ３２と第４ギヤ３４とが互いに噛み合う。これらの第２ギヤ３２および第４ギヤ３４を介して、電動モータ３６の動力がセレクト軸２２に伝達され、上述のようにセレクト動作が得られる。

このように、シフト軸１８の回転運動（シフト動作）およびセレクト軸２２の軸方向移動（セレクト動作）を、単一の電動モータ３６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、変速機駆動装置３の製造コストを安くすることができる。
図２を参照して、具体的には、第１ギヤ３１および第３ギヤ３３は、互いに噛み合う外歯の曲がり歯傘歯車（スパイラルベベルギヤ）からなる。第２ギヤ３２および第４ギヤ３４は、互いに噛み合う曲がり歯傘歯車からなる。第２ギヤ３２は、外歯の傘歯車であり、第４ギヤ３４は、内歯の傘歯車である。一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に関する一体ギヤ３０の一端に、第１ギヤ３１の小径側端面が形成され、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に関する一体ギヤ３０の他端に、第２ギヤ３２の小径側端面が形成されている。

一体ギヤ３０の中心軸線と第３ギヤ３３の中心軸線とは、互いに直交している。一体ギヤ３０の中心軸線と第４ギヤ３４の中心軸線とは、互いに直交している。第３ギヤ３３と、第４ギヤ３４とは、互いに同心に配置されており、これとともに、第３ギヤ３３の軸方向に互いに離隔して、この軸方向に互いに対向している。
電動モータ３６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３６は、モータハウジングと、このモータハウジングに保持された軸受を介して回動可能に支持された出力軸３６１と、この出力軸３６１に同行回転するように固定されたモータロータ（図示せず）と、モータロータの径方向にモータロータの外周と対向した状態でモータハウジング内に固定される筒状のモータステータ（図示せず）とを有している。

電動モータ３６の出力軸３６１が、移動機構３７の連結軸４１を介して、一体ギヤ３０と同行回転可能に連結されている。電動モータ３６の出力軸３６１と連結軸４１とは、互いに同心に配置されており、連結軸４１の軸方向に関する相対移動を許容しつつ、互いに同行回転するように連結されている。例えば、電動モータ３６の出力軸３６１と連結軸４１とは、スプライン嵌合している。また、連結軸４１と一体ギヤ３０とは、一体回転可能に且つ連結軸４１の軸方向に一体移動可能に連結されている。一体ギヤ３０が、連結軸４１の外周に固定されている。

移動機構３７のソレノイド４０には、具体的には、３ポジションソレノイドが利用されている。このソレノイド４０は、出力部材４０１と、出力部材４０１を駆動する２つのコイル（図示せず）と、ホームポジションに出力部材４０１を戻すように出力部材４０１を付勢する付勢部材（図示せず）とを有している。
ソレノイド４０は、中央復帰型である。出力部材４０１は、当該出力部材４０１の軸方向に関する３つの位置、すなわち、第１ポジションと、第２ポジションと、第１ポジションおよび第２ポジションの間にあるホームポジションとに位置決めできる。例えば、２つのコイルに選択的に通電することにより、第１ポジションおよび第２ポジションに選択的に出力部材４０１を位置決めできる。また、双方のコイルへの通電を遮断することにより、出力部材４０１をホームポジションに位置決めできる。

出力部材４０１が第１ポジションに位置決めされたときに、一体ギヤ３０は第１噛合位置に位置決めされる。出力部材４０１が第２ポジションに位置決めされたときに、一体ギヤ３０は第２噛合位置に位置決めされる。出力部材４０１がホームポジションに位置決めされたときに、一体ギヤ３０は非噛合位置に位置決めされる。
連結軸４１は、軸状部材である。連結軸４１と出力部材４０１とは、互いに同心に配置されており、連結軸４１の軸方向に関して同行移動可能に、且つ相対回転可能に、互いに軸受４６を介して連結されている。

図５は、ギヤの噛み合いの説明図である。図５には、実線で示した第３ギヤ３３のギヤ歯に対して、噛み合い不能な位置関係にある非噛合位置の第１ギヤ３１のギヤ歯を実線で示す。また、実線で図示された第１ギヤ３１のギヤ歯は、噛み合い不能な角度範囲の両端および中央の回転角度にある３つの場合について示され、そのうちの両端にある場合のギヤ歯を、第３ギヤ３３に接触するまで、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に移動させた状態を、二点鎖線で図示する。

図２と図５を参照して、例えば、移動機構３７を用いて、第２ギヤ３２と第４ギヤ３４とが互いに噛み合った状態から、第１ギヤ３１と第３ギヤ３３とが互いに噛み合う状態に切り換えようとしたときに、第１ギヤ３１と第３ギヤ３３とが噛み合わない場合がある。このような場合に、本実施形態では、第１ギヤ３１および第３ギヤ３３の位相合わせと、第２ギヤ３２および第４ギヤ３４の位相合わせとが、制御部４の制御のもとで以下のようになされる。

なお、互いに噛み合わない状態の第１ギヤ３１と第３ギヤ３３を、図５に実線で図示した。
図２を参照して、上述の位相合わせのために、変速機駆動装置３は、一体ギヤ３０の回転角度を検出する一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７と、第３ギヤ３３の回転角度を検出する第３ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４８と、第４ギヤ３４の回転角度を検出する第４ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４９とを有している。ここで、回転角度は、回転方向に関する位置である。

一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７は、検出部としての環状のレゾルバステータと、可動部としての環状のレゾルバロータとを有している。レゾルバステータに対するレゾルバロータの回転角度が変化すると、レゾルバステータからの出力信号が変化する。レゾルバロータが一体ギヤ３０と同行回転可能に連結されている。レゾルバステータが、電動モータ３６のモータハウジングに固定され、このモータハウジングを介してハウジング３８に固定されている。

本実施形態では、レゾルバ４７は、ブラシレスモータの通電制御用の回転角度検出センサと兼用されており、電動モータ３６のモータステータに対するモータロータの回転角度を検出する。レゾルバロータは、電動モータ３６の出力軸３６１と同行回転可能に固定されており、連結軸４１を介して、一体ギヤ３０と同行回転可能に連結されている。このように、一体ギヤ回転角度検出手段を、ブラシレスモータの通電制御用のレゾルバ４７と兼用する場合には、構造を簡素化できる。

また、レゾルバ４７が検出した回転角度に基づいて、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１のギヤ歯の回転角度および第２ギヤ３２のギヤ歯の回転角度を求めることができるように、レゾルバ４７のレゾルバロータと、電動モータ３６のモータロータと、一体ギヤ３０とが、回転方向に関して互いに位置合わせされている。レゾルバ４７のレゾルバステータと、電動モータ３６のモータステータおよびモータハウジングと、ハウジング３８とが、回転方向に関して互いに位置合わせされている。

なお、本実施形態では、一体ギヤ回転角度検出手段としての回転角度検出センサと、ブラシレスモータの通電制御用の回転角度検出センサとを、上述のように兼用する場合に則して説明するが、互いに別個のセンサにより構成してもよい。
レゾルバ４８とレゾルバ４９とは、一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７と同じに構成されており、以下では、相違点を中心に説明する。

レゾルバ４８は、検出部としての環状のレゾルバステータと、可動部としての環状のレゾルバロータとを有している。レゾルバ４８のレゾルバロータは、第３ギヤ３３と同行回転可能に、シフト軸１８を介して第３ギヤ３３と連結されている。レゾルバ４８のレゾルバステータは、ハウジング３８に固定されている。
レゾルバ４９は、検出部としての環状のレゾルバステータと、可動部としての環状のレゾルバロータとを有している。レゾルバ４９のレゾルバロータは、第４ギヤ３４と同行回転可能に、支持軸４４を介して第４ギヤ３４と連結されている。レゾルバ４９のレゾルバステータが、ハウジング３８に固定されている。

なお、本実施形態では、一体ギヤ回転角度検出手段としてレゾルバ４７が用いられる場合に則して説明するが、これには限定されず、エンコーダ等の回転角度検出センサを利用可能である。このことは、第３ギヤ回転角度検出手段および第４ギヤ回転角度検出手段についても同様である。
また、一体ギヤ回転角度検出手段は、一体ギヤ３０と同行回転する部材の回転角度を検出すればよい。同様に、第３ギヤ回転角度検出手段は、第３ギヤ３３と同行回転する部材の回転角度を検出すればよい。第４ギヤ回転角度検出手段は、第４ギヤ３４と同行回転する部材の回転角度を検出すればよい。

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、レゾルバ４７、レゾルバ４８、およびレゾルバ４９がそれぞれ電気的に接続されている。制御部４には、電動モータ３６、および移動機構３７のソレノイド４０が電気的に接続されている。制御部４は、電動モータ３６および移動機構３７を制御する。

図６は、シフトからセレクトへ切り換えるときの制御部４のフローチャートである。図７は、セレクトからシフトへ切り換えるときの制御部４のフローチャートである。図６および図７を参照して、先ず、制御部４は、シフトおよびセレクトを相互に切り換えるか否かを判断する（ステップＳ１，ステップＳ１１）。この判断は、例えば、操作部からの信号に基づいてなされる。

図１を参照して、シフトおよびセレクトの切り換えは、例えば、以下の場合になされる。すなわち、先ず、シフトセレクトレバー１９は、任意の被駆動部材（例えば、被駆動部材１３）に係合した状態で、その駆動位置から中立位置に移動する。その後に、シフトセレクトレバー１９は、上述の任意の被駆動部材と係合可能な中立位置から、上述の任意の被駆動部材とは異なる被駆動部材（例えば、被駆動部材１４，１５）と係合可能な中立位置に移動しようとする。このときに、シフトからセレクトへの切り換えがなされる。

また、先ず、シフトセレクトレバー１９が、任意の被駆動部材（例えば、被駆動部材１３）に係合可能な中立位置から、上述の任意の被駆動部材とは異なる被駆動部材（例えば、被駆動部材１４，１５）に係合可能な中立位置に移動する。その後に、シフトセレクトレバー１９が、移動先の被駆動部材を、対応するフォーク軸１１，１２の軸方向に移動させようとするときに、セレクトからシフトへの切り換えがなされる。

図６および図７を参照して、制御部４は、シフトおよびセレクトを相互に切り換えるときに、互いに噛み合わせようとする一対のギヤを位相合わせする第１の位相合わせモード（ステップＳ２〜Ｓ５）および第２の位相合わせモード（ステップＳ１２〜Ｓ１５）を含んでいる。
例えば、セレクトからシフトに切り換える場合（ステップＳ１でＹＥＳ）には、第１の位相合わせモード（ステップＳ２〜Ｓ５）が実行される。また、シフトからセレクトに切り換える場合（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ１１でＹＥＳ）には、第２の位相合わせモード（ステップＳ１２〜Ｓ１５）が実行される。

なお、シフトおよびセレクトを相互に切り換えない場合（ステップＳ１でＮＯ、ステップＳ１１でＮＯ）には、例えば、一体ギヤ３０は、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に関しての現在の位置を維持するようにされる。
図２と図６を参照して、第１の位相合わせモードでは、先ず、移動機構３７によって一体ギヤ３０を非噛合位置に移動させる（ステップＳ２）。この状態で、一体ギヤ３０の回転角度を一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７によって検出する。これとともに、噛み合い先の第３ギヤ３３の回転角度を対応する第３ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４８によって検出する（ステップＳ３）。

次に、ステップＳ４では、一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７によって検出された一体ギヤ３０の回転角度と、対応する第３回転角度検出手段としてのレゾルバ４８によって検出された噛み合い先の第３ギヤ３３の回転角度とに基づいて、後述するように一体ギヤ３０が噛み合い先の第３ギヤ３３に噛み合い可能な角度範囲にあるか否かを検出する。

図２と図５を参照して、一体ギヤ３０の移動方向Ｍ９に最も相近接した第１ギヤ３１のギヤ歯および第３ギヤ３３のギヤ歯において、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１のギヤ歯の歯先３１１の少なくとも一部が、噛み合い先の第３ギヤ３３のギヤ歯の歯先３３１の少なくとも一部に、一体ギヤ３０の移動方向Ｍ９に対向する場合には、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１（より詳しくは、第１ギヤ３１の回転方向に関する第１ギヤ３１のギヤ歯の歯先３１１の中央位置）が、角度範囲ＤＡ１の範囲内にある。この場合には、一体ギヤ３０が噛み合い先の第３ギヤ３３に噛み合い不能となる。

ここで、上述の移動方向Ｍ９は、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に相当する。また、上述の角度範囲ＤＡ１は、互いに噛み合わそうとする第１ギヤ３１および第３ギヤ３３のギヤ歯の歯先３１１，３３１の中央位置同士が一体ギヤ３０の移動方向Ｍ９に対向する回転角度を含み、この回転角度を中心とする所定範囲として設定されている。また、噛み合い可能か否かの判断対象は、一体ギヤ３０の移動方向Ｍ９に最も相近接した第１ギヤ３１および第３ギヤ３３のギヤ歯である。

換言すれば、一体ギヤ３０（例えば、歯先３１１の中央位置）が角度範囲ＤＡ１にない場合、すなわち、角度範囲ＤＡ１外の角度範囲（角度範囲ＤＡ２および角度範囲ＤＡ３の何れか一方）にある場合には、一体ギヤ３０が噛み合い先の第３ギヤ３３に噛み合い可能となる。従って、角度範囲ＤＡ２，ＤＡ３が、上述の噛み合い可能な角度範囲に相当する。

図２と図６を参照して、次に、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１が噛み合い可能な角度範囲にないことを条件として（ステップＳ４でＮＯ）、位相合わせ（ステップＳ５）を実行するようにしている。換言すれば、一体ギヤ３０が噛み合い可能な角度範囲にある場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、位相合わせは行われずに、直ぐにステップＳ６で噛み合わせがなされる。このように、位相合わせは、必要なときに実行され、不要なときには実行されない。その結果、シフト動作を確実に且つ迅速に達成できる。

図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、第１ギヤと第３ギヤの位相合わせ時の模式図であり、図８（ａ）に噛み合わない場合の位相合わせ前の状態を示し、図８（ｂ）に、位相合わせした状態を示し、図８（ｃ）に、噛み合わせた状態を示す。これら各図には、第１ギヤ３１のギヤ歯の歯先３１１と、第３ギヤ３３のギヤ歯の歯先３３１とを、中央位置を示す線で模式的に図示した。

図６と図８（ａ）を参照して、例えば、非噛合位置にある第１ギヤ３１と第３ギヤ３３とのギヤ歯の歯先３１１，３３１同士が対向する場合には、ステップＳ４において、噛み合い不能であることが検出される。この場合（ステップＳ４でＮＯ）には、位相合わせがなされる。
図２と図６を参照して、ステップＳ５では、検出された一体ギヤ３０の回転角度と、検出された噛み合い先の第３ギヤ３３の回転角度とに基づいて、電動モータ３６によって一体ギヤ３０を回転駆動する。これにより、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１を噛み合い先の第３ギヤ３３に噛み合い可能なように、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１の位相を噛み合い先の第３ギヤ３３の位相に合わせる。

具体的には、一体ギヤ３０の回転角度を検出しながら、電動モータ３６を駆動する。その間に検出された一体ギヤ３０の回転角度と、ステップＳ３で検出された第３ギヤ３３の回転角度に基づいて、ステップＳ４と同様にして噛み合い可能か否かを検出する。噛み合い可能であることが検出されるまで、電動モータ３６を駆動する。また、電動モータ３６を、予め定めた回転角度量で駆動するようにしてもよい。

図５を参照して、第１ギヤ３１が、角度範囲ＤＡ１にある状態から移動させて、角度範囲ＤＡ２または角度範囲ＤＡ３にあるようにする。より好ましくは、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１の歯溝（歯面および歯底が相当する）の一部が、第３ギヤ３３のギヤ歯の歯先３３１と対向するように一体ギヤ３０を回転させる。
図２と図６を参照して、上述したように、第１の位相合わせモードのステップＳ２，Ｓ３，Ｓ５により、一体ギヤ３０を第３ギヤ３３にも第４ギヤ３４にも噛み合っていない非噛合位置に変位させた状態で、一体ギヤ３０と噛み合い先の第３ギヤ３３との回転角度を検出する。これらの検出結果に基づいて、一体ギヤ３０を電動モータ３６によって回転させる（図８（ａ）参照。）。これにより、第１ギヤ３１を噛み合い先の第３ギヤ３３に噛み合うように位相合わせすることができる（図８（ｂ）参照。）。

図８（ｂ）を参照して、電動モータ３６の駆動により、第３ギヤ３３のギヤ歯の歯先３３１と、第１ギヤ３１の歯溝とが、一体ギヤ３０の軸方向Ａ４に対向するようになる。その結果、以下のように、第１ギヤ３１を第３ギヤ３３に確実に噛み合わせることができる（図８（ｃ）参照。）。
図３と図６を参照して、ステップＳ６では、移動機構３７により一体ギヤ３０を第１噛合位置に移動させ、一体ギヤ３０の第１ギヤ３１と第３ギヤ３３とを噛み合わせる（ステップＳ６）。

次に、電動モータ３６が所定回転角度で駆動される（ステップＳ７）。これにより、第１ギヤ３１および第３ギヤ３３を介して、シフト軸１８が駆動される。これによりシフト動作（矢印Ｍ５参照）が達成される。
次に、図２と図７を参照して、シフトからセレクトへ切り換える場合を説明する。第２の位相合わせモードでは、先ず、移動機構３７によって一体ギヤ３０を非噛合位置に移動させる（ステップＳ１２）。この状態で、一体ギヤ３０の回転角度を一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７によって検出する。これとともに、噛み合い先の第４ギヤ３４の回転角度を対応する第４ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４９によって検出する（ステップＳ１３）。

次に、ステップＳ１４において、制御部４は、一体ギヤ回転角度検出手段としてのレゾルバ４７によって検出された一体ギヤ３０の第２ギヤ３２の回転角度と、対応する第４回転角度検出手段としてのレゾルバ４９によって検出された噛み合い先の第４ギヤ３４の回転角度とに基づいて、一体ギヤ３０が噛み合い先の第４ギヤ３４に噛み合い可能な角度範囲にあるか否かを検出する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、ステップＳ４と同様にして、噛み合い可能か否かを検出する。ステップＳ１４とステップＳ４とは、噛み合い対象のギヤが異なるが、処理内容は同様である。

一体ギヤ３０が噛み合い可能な角度範囲にないことを条件として（ステップＳ１４でＮＯ）、位相合わせ（ステップＳ１５）を実行するようにしている。換言すれば、一体ギヤ３０の第２ギヤ３２が噛み合い可能な角度範囲にある場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、位相合わせは行われずに、直ぐにステップＳ１６で噛み合わせがなされる。このように、位相合わせは、必要なときに実行され、不要なときには実行されない。その結果、セレクト動作を確実に且つ迅速に達成できる。

ステップＳ１４で、噛み合い不能が検出された場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、位相合わせがなされる（ステップＳ１５）。すなわち、検出された一体ギヤ３０の回転角度と、検出された噛み合い先の第４ギヤ３４の回転角度とに基づいて、電動モータ３６によって一体ギヤ３０を回転駆動する。これにより、一体ギヤ３０の第２ギヤ３２を噛み合い先の第４ギヤ３４に噛み合い可能なように、一体ギヤ３０の第２ギヤ３２の位相を噛み合い先の第４ギヤ３４の位相に合わせる。具体的は、ステップＳ５と同様に電動モータ３６が駆動される。

第２の位相合わせモードのステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１５により、一体ギヤ３０を第３ギヤ３３にも第４ギヤ３４にも噛み合っていない非噛合位置に変位させた状態で、一体ギヤ３０と噛み合い先の第４ギヤ３４との回転角度を検出する。これらの検出結果に基づいて、一体ギヤ３０を電動モータ３６によって回転させて、例えば、第２ギヤ３２を噛み合い先の第４ギヤ３４に噛み合うように位相合わせすることができる。その結果、次のステップＳ１６で第２ギヤ３２を第４ギヤ３４に確実に噛み合わせることができる。

図４と図７を参照して、移動機構３７により一体ギヤ３０を第２噛合位置に移動させ、一体ギヤ３０の第２ギヤ３２と第４ギヤ３４とを噛み合わせる（ステップＳ１６）。
次に、電動モータ３６が所定回転角度で駆動される（ステップＳ１７）。第２ギヤ３２および第４ギヤ３４を介して、セレクト軸２２が駆動される。これにより、セレクト動作（矢印Ｍ４参照）が達成される。

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。なお、他の構成については、上述の実施形態と同様である。
例えば、制御部４は、シフトおよびセレクトを切り換えるときには、常に上述の位相合わせを実行するようにしてもよい。

また、電動モータ３６としては、ブラシ付きの電動モータを用いてもよい。
また、移動機構３７としては、端部復帰型の３ポジションソレノイドを用いてもよいし、位置検出器付きの直動アクチュエータを用いることも考えられる。
また、第１ギヤ３１および第３ギヤ３３は、曲がり歯傘歯車（スパイラルベベルギヤ）に代えて、例えば直歯傘歯車、斜歯傘歯車、ハイポイドギヤであってもよい。また、第２ギヤ３２および第４ギヤ３４は、曲がり歯傘歯車に代えて、例えば直歯傘歯車、斜歯傘歯車、ハイポイドギヤであってもよい。

また、制御部４が、一体ギヤ３０と噛み合い先のギヤとの位相合わせをするための制御内容を有していない場合も考えられる。この場合でも、シフト動作とセレクト動作とを、単一の電動モータ３６の動力を利用して選択的に得ることができるので、変速機駆動装置３を小型化できて、その製造コストを安価にできる。
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。

３…変速機駆動装置、４…制御部、１８…シフト軸、２２…セレクト軸、３０…一体ギヤ、３１…第１ギヤ、３２…第２ギヤ、３３…第３ギヤ、３４…第４ギヤ、３６…電動モータ、３７…移動機構、４７…レゾルバ（一体ギヤ回転角度検出手段）、４８…レゾルバ（第３ギヤ回転角度検出手段）、４９…レゾルバ（第４ギヤ回転角度検出手段）、Ａ４…軸方向、ＤＡ２，ＤＡ３…噛み合い可能な角度範囲。

Claims (3)

1. 同軸上に一体回転可能に且つ軸方向の第１噛合位置、第２噛合位置並びに上記第１噛合位置および上記第２噛合位置間の非噛合位置に一体移動可能な第１ギヤおよび第２ギヤを含む一体ギヤと、
   上記一体ギヤを回転駆動可能な電動モータと、
   上記第１噛合位置に変位した上記一体ギヤの上記第１ギヤと噛み合い可能で且つシフト軸の回転運動を伴って回転可能な第３ギヤと、
   上記第２噛合位置に変位した上記一体ギヤの上記第２ギヤと噛み合い可能で且つセレクト軸の軸方向移動を伴って回転可能な第４ギヤと、
   上記一体ギヤを上記第１噛合位置、上記第２噛合位置および上記非噛合位置に移動可能な移動機構と、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、
   上記一体ギヤの回転角度を検出する一体ギヤ回転角度検出手段と、
   上記第３ギヤの回転角度を検出する第３ギヤ回転角度検出手段と、
   上記第４ギヤの回転角度を検出する第４ギヤ回転角度検出手段と、
   上記電動モータおよび上記移動機構を制御する制御部と、を備え、
   上記制御部は、シフトおよびセレクトを相互に切り換えるときに、上記移動機構によって上記一体ギヤを上記非噛合位置に移動させた状態で、上記一体ギヤ回転角度検出手段によって検出された上記一体ギヤの上記回転角度と、対応する回転角度検出手段によって検出された噛み合い先のギヤの上記回転角度とに基づいて、上記電動モータによって上記一体ギヤを回転駆動することにより、上記一体ギヤを上記噛み合い先のギヤに噛み合い可能なように、上記一体ギヤの位相を上記噛み合い先のギヤの位相に合わせることを特徴とする変速機駆動装置。
3. 請求項２において、
   上記制御部は、上記一体ギヤ回転角度検出手段によって検出された上記一体ギヤの回転角度と、上記対応する回転角度検出手段によって検出された上記噛み合い先のギヤの回転角度とに基づいて、上記一体ギヤが上記噛み合い先のギヤに噛み合い可能な角度範囲にあるか否かを検出し、上記一体ギヤが上記噛み合い可能な角度範囲にないことを条件として、上記位相合わせを実行することを特徴とする変速機駆動装置。

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