JP2012197825A - 回転位置検出装置およびそれを備えた変速機駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトセレクト軸の回転位置を高精度で検出することができる回転位置検出装置、および変速機のシフト動作を高精度で実現することができる変速機駆動装置を提供すること。
【解決手段】シフトセレクト軸１５の回転位置はレゾルバ２００によって検出される。レゾルバ２００は、シフトセレクト軸１５の外周に外嵌固定された略円筒状のレゾルバロータ２０１と、レゾルバロータ２０１の周囲を取り囲むように配置された円環状のレゾルバステータ２０２とを備えている。レゾルバロータ２０１およびレゾルバステータ２０２は、シフトセレクト軸１５と同心に配置されている。シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置、第２セレクト位置および第３セレクト位置のいずれに位置する場合であっても、レゾルバステータ２０２の内周の全域が、レゾルバロータ２０１の外周２０１ａに径方向に対向する。
【選択図】図４

Description

この発明は、シフトセレクト軸の回転位置を検出する回転位置検出装置、およびそれを備えた変速機駆動装置に関する。

従来から、マニュアルトランスミッションの変速が自動化された自動制御式マニュアルトランスミッション（Automated Manual Transmission）の変速機が知られている。このような変速機は、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、回転可能に、かつ複数のセレクト位置の間で軸方向移動可能に設けられている。シフトセレクト軸を軸方向移動させ、その軸方向位置を、複数のセレクト位置の間で切り換えることにより、変速機はセレクト動作する。また、シフトセレクト軸を、各セレクト位置で回転させることにより、変速機はシフト動作する（特許文献１参照）。

特開２００２−１３１０４８号公報

シフトセレクト軸の回転制御を良好に行うために、シフトセレクト軸の回転位置を高精度で検出する必要がある。シフトセレクト軸はいずれのセレクト位置においても回転可能に設けられるが、いずれのセレクト位置に位置する場合であっても、シフトセレクト軸の回転位置の検出を高精度で行うことが望ましい。
本願発明者は、このようなシフトセレクト軸の回転位置を、たとえばギヤセンサを用いて検出することを検討している。具体的には、シフトセレクト軸の外周に第１歯車をスプライン嵌合させるとともに、第２歯車を有するギヤセンサを、第１および第２歯車が互いに噛み合うように配置する。そして、シフトセレクト軸の回転に従って回転する第２歯車の回転位置を計測することにより、シフトセレクト軸の回転位置を検出している。

しかしながら、このような回転位置検出では、シフトセレクト軸と、シフトセレクト軸にスプライン嵌合する第１歯車との間にバックラッシが生じる。さらには、第１歯車と、ギヤセンサの第２歯車との間にもバックラッシが生じる。そのため、シフトセレクト軸の回転位置を高精度に検出することはできず、ゆえに、変速機のシフト動作を高精度で実現することができかった。

そこで、この発明の目的は、シフトセレクト軸の回転位置を高精度で検出することができる回転位置検出装置、および変速機のシフト動作を高精度で実現することができる変速機駆動装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、中心軸線（１７）を有し、この中心軸線まわりの回転によりシフト動作し、複数のセレクト位置の間の軸方向（Ｍ４）移動によりセレクト動作をするシフトセレクト軸（１５）の回転位置を検出するための回転位置検出装置（２００，８８；３００，８８）であって、前記シフトセレクト軸に外嵌固定された環状の検出ロータ（２０１；３０１）と、回転半径方向に関して前記検出ロータの外側の位置で固定部材に固定的に保持された検出部（２０２；３０２）とを有し、前記シフトセレクト軸が前記複数のセレクト位置のいずれに位置する場合でも、前記中心軸線に直交する方向に関して前記検出ロータおよび前記検出部が重複するように、前記検出ロータおよび前記検出部の一方が前記シフトセレクト軸の軸方向に沿う長手に形成されており、前記検出部に対し、前記中心軸線に直交する方向に関して当該検出部に重複する前記検出ロータが回転する回転角を検出する回転位置検出装置である。

なお、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等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
この構成によれば、シフトセレクト軸に検出ロータが固定されているので、シフトセレクト軸と検出ロータとが一体的に回転する。したがって、シフトセレクト軸と検出ロータとの間に回転方向のずれが生じない。また、検出ロータおよび検出部の一方がシフトセレクト軸の軸方向に沿う長手に形成されているので、シフトセレクト軸がいずれのセレクト位置に位置する場合であっても、シフトセレクト軸に直交する方向に関して検出ロータおよび検出部が重複する。すなわち、シフトセレクト軸がいずれのセレクト位置に位置していても、検出ロータに対する検出部の相対回転角度を検出することができ、これにより、シフトセレクト軸がいずれのセレクト位置に位置していても、シフトセレクト軸の回転位置を精度良く検出することができる。

なお、この明細書において、「検出ロータがシフトセレクト軸に外嵌固定されている」とは、シフトセレクト軸の外周に直接取付固定されている場合のほか、取付具などを介してシフトセレクト軸の外周に間接的に固定されている場合を含む趣旨である。
請求項２に記載のように、前記検出ロータは円筒状のレゾルバロータ（２０１）を含み、前記検出部は前記レゾルバロータの外周を取り囲んで設けられた環状のレゾルバステータ（２０２）を含んでいてもよい。

この構成によれば、レゾルバロータとレゾルバステータとは互いに非接触に設けられる。すなわち、シフトセレクト軸と回転位置検出装置との間にバックラッシが発生しないので、シフトセレクト軸の回転位置を、より一層高精度に検出することができる。
また、請求項３に記載のように、前記検出ロータは円筒状の磁性体（３０１）を含み、前記検出部はホール素子（３０２）を含んでいてもよい。

また、請求項３に記載のように、前記レゾルバロータは円筒状をなしていてもよい。
請求項４記載の発明は、中心軸線（１７）まわりに回転可能に設けられ、かつ複数のセレクト位置の間の軸方向（Ｍ４）移動によりセレクト動作をするシフトセレクト軸（１５）と、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転位置検出装置（２００，８８；３００，８８）と、前記回転位置検出装置により検出された前記シフトセレクト軸の回転位置に基づいて、当該シフトセレクト軸を回転制御する制御手段（８８）とを含む、変速機駆動装置（３）である。

この構成によれば、シフトセレクト軸がいずれのセレクト位置に位置していても、変速機のシフト動作を高精度で実現することができる。

本発明の一実施形態に係る回転位置検出装置が組み込まれた変速装置の概略構成の分解斜視図である。 図１に示す電動アクチュエータの構成を示す断面図である。 図２の切断面線III−IIIで切断したときの断面図である。 図３の矢印IV方向から見た、レゾルバロータの構成を示す図である。 レゾルバロータと、レゾルバステータとの間の位置関係を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る回転位置検出装置が組み込まれた変速装置の要部構成を示す断面図である。 図６に示す磁気式エンコーダ装置の要部の構成を模式的に示す図である。

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に係る回転位置検出装置が組み込まれた変速装置１の概略構成の分解斜視図である。
変速装置１は、変速機２と、変速機２を変速駆動する変速機駆動装置３とを備えている。

変速機２は、公知の常時かみ合い式の平行歯車式変速機であり、乗用車やトラックなどの車両に搭載される。変速機２は、ギヤハウジング７と、ギヤハウジング７内に収容される常時かみ合い式の平行歯車式変速機構（図示しない）を備えている。
変速機駆動装置３は、、変速機構にシフト動作またはセレクト動作を行わせるシフトセレクト軸１５と、シフトセレクト軸１５をシフト動作またはセレクト動作させるための共通の駆動源として用いられる電動アクチュエータ２１とを含む。

シフトセレクト軸１５の途中部には、ギヤハウジング７内に収容されるインターナルレバー１６の一端１６ａが固定されている。インターナルレバー１６は、シフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに、シフトセレクト軸１５と同伴回転する。シフトセレクト軸１５の一端部（図１に示す右上部）は、ギヤハウジング７外に突出している。
ギヤハウジング７内には、互いに平行に延びる複数のシフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが収容されている。各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、インターナルレバー１６の他端１６ｂと係合可能なシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが固定されている。また、各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、クラッチスリーブ（図示しない）と係合するシフトフォーク１１が設けられている（図１では、シフトロッド１０Ａに設けられたシフトフォーク１１のみを示す）。

電動アクチュエータ２１により、シフトセレクト軸１５が、その軸方向Ｍ４に移動されると、インターナルレバー１６が軸方向Ｍ４に移動される。シフトセレクト軸１５が予め定める第１セレクト位置（図示しない）にあるときは、インターナルレバー１６の他端１６ｂがたとえばシフトブロック１２Ａに係合し、シフトセレクト軸１５が、第２セレクト位置（図示しない）にあるときは、インターナルレバー１６の他端１６ｂがたとえばシフトブロック１２Ｂに係合する。また、シフトセレクト軸１５が、第３セレクト位置（図示しない）にあるときは、インターナルレバー１６の他端１６ｂがたとえばシフトブロック１２Ｃに係合する。すなわち、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４移動によって、その軸方向位置が第１、第２および第３セレクト位置の間で切り換えられることにより、インターナルレバー１６の他端１６ｂが所期のシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに係合し、これによりセレクト動作が達成される。

一方、電動アクチュエータ２１によりシフトセレクト軸１５がその中心軸線１７まわりに回転されると、インターナルレバー１６が中心軸線１７まわりに揺動する。その結果、インターナルレバー１６と係合しているシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に移動し、これにより、シフト動作が達成される。

電動アクチュエータ２１は、有底略筒状のハウジング２２を備えている。電動アクチュエータ２１は、ギヤハウジング７の外表面または車両の所定箇所に固定されている。
図２は、電動アクチュエータ２１の構成を示す断面図である。図３は、図２の切断面線III‐IIIで切断したときの断面図である。
電動アクチュエータ２１は、たとえばブラシレスモータからなる電動モータ２３と、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５を中心軸線１７まわりに回転させる力に変換するためのシフト変換機構２４と、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５をその軸方向Ｍ４（図２に示す紙面に直交する方向。図３に示す左右方向）に移動させる力に変換するためのセレクト変換機構２５と、電動モータ２３の回転駆動力の伝達先を、シフト変換機構２４とセレクト変換機構２５との間で切り換えるため切換ユニット２６とを備えている。これら電動モータ２３、シフト変換機構２４、セレクト変換機構２５および切換ユニット２６は、ハウジング２２内に収容されている。

ハウジング２２の開口部（図２に示す左側）は、略板状の蓋２７によって閉塞されている。このハウジング２２および蓋２７は、それぞれたとえば鋳鉄やアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されており、蓋２７の外周がハウジング２２の開口部に嵌め合わされている。蓋２７にはその内面（図２に示す右面）と外面（図２に示す左面）とを貫通する円形の貫通孔２９が形成されている。

ハウジング２２は、シフトセレクト軸１５における先端側の領域や、シフト変換機構２４の各構成部品を主に収容する略箱状の主ハウジング２２Ａを含んでいる。主ハウジング２２Ａは、第１側壁１１１（図３参照）と、第２側壁１１２（図３参照）と、シフトセレクト軸１５における先端部よりもやや基端寄りを支持するための第１の軸ホルダ１１３（図３参照）と、シフトセレクト軸１５の先端部を収容支持するための第２の軸ホルダ１１４（図３参照）と備えている。

第１側壁１１１の内側の側面は、平坦面からなる第１内壁面１１１Ａ（図３参照）である。
第２側壁１１２の内側の側面は、平坦面からなる第２内壁面１１２Ａ（図３参照）である。第２内壁面１１２Ａは第１内壁面１１１Ａと対向し、第１内壁面１１１Ａと平行に形成されている。

第１の軸ホルダ１１３は、第１側壁１１１の外壁面（第１内壁面１１１Ａとは反対側の面）から外方に膨出して形成されており、たとえば円柱状に形成されている。第１の軸ホルダ１１３は第１側壁１１１と一体的に形成されている。第１の軸ホルダ１１３および第１側壁１１１には、円筒状の挿通孔１０４が形成されている。円筒状の挿通孔１０４は、第１の軸ホルダ１１３および第１側壁１１１を、それらの厚み方向（図３に示す左右方向）に貫通している。挿通孔１０４には、シフトセレクト軸１５が挿通されている。

挿通孔１０４の内周壁には、第１すべり軸受１０１（図３参照）が内嵌固定されている。第１すべり軸受１０１は、挿通孔１０４に挿通されているシフトセレクト軸１５の途中部（先端部よりもやや基端寄り）の外周を取り囲み、シフトセレクト軸１５の途中部の外周を摺接支持する。
第２の軸ホルダ１１４は、第２側壁１１２の外壁面（第２内壁面１１２Ａとは反対側の面）から外方に膨出して形成されており、たとえば略円筒状に形成されている。第２の軸ホルダ１１４は第２側壁１１２と一体的に形成されている。第２の軸ホルダ１１４の内周面および底面によって、シフトセレクト軸１５の先端部（図３に示す右端部）を収容する円柱状の収容溝１１５（図３参照）が区画されている。収容溝１１５の内周壁は、円筒状の挿通孔１０４と同軸の中心軸線を有する円筒状に形成されている。

収容溝１１５の内周壁には、第２すべり軸受１０２（図３参照）が内嵌固定されている。第２すべり軸受１０２は、収容溝１１５に収容されているシフトセレクト軸１５の先端部の外周を取り囲んで、当該先端部の外周を摺接支持する。シフトセレクト軸１５は、これら第１および第２すべり軸受１０１，１０２によって、その中心軸線１７まわりに回転可能にかつ軸方向Ｍ４移動可能に支持されている。

挿通孔１０４における第１すべり軸受１０１の外側の部分には、ごみや埃がハウジング２２内（主ハウジング２２Ａ内）に進入しないように、シフトセレクト軸１５の外周と挿通孔１０４の内周壁との間をシールするためのシール部材１０３が介装されている。
第１の軸ホルダ１１３において、厚み方向（図３に示す左右方向）に関しシール部材１０３と第１すべり軸受１０１との間には、ロックボール１０６が配設されている。具体的には、挿通孔１０４の内周壁と、第１の軸ホルダ１１３の外周面とを貫通する貫通孔１０５内にロックボール１０６が収容されている。ロックボール１０６は、円筒状の収容溝１１５の中心軸線（すなわちシフトセレクト軸１５の中心軸線１７）と直交する方向（直交方向）に延び、略円筒状をなすとともに、当該方向（直交方向）に沿って移動可能に設けられている。ロックボール１０６の先端部は半球状をなしており、次に述べる係合溝１０７に係合する。

シフトセレクト軸１５の外周には、軸方向Ｍ４に間隔を空けて、周方向に延びる複数本（たとえば３本）の係合溝１０７が形成されている。各係合溝１０７は全周にわたって設定されている。ロックボール１０６がその長手方向に移動することにより、先端部が挿通孔１０４の内周壁よりも中心軸線１７側（図３に示す下方）に突出して、その先端部が係合溝１０７と係合して、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４移動を阻止する。これにより、シフトセレクト軸１５は、軸方向Ｍ４への移動が阻止された状態で、一定力で保持される。

シフトセレクト軸１５の外周における第１すべり軸受１０１が摺接する部分と第２すべり軸受１０２が摺接する部分との間には、雄スプライン部１２１（図３参照）と、ピニオン３６が噛み合う後述するラック部１２２（図３参照）とが、第１すべり軸受１０１側からこの順で形成されている。
図２に示すように、電動モータ２３としてはたとえばブラシレスモータが採用されている。電動モータ２３は、その本体ケーシングがハウジング２２外に露出するように取り付けられている。電動モータ２３の出力軸４０は、シフトセレクト軸１５と直交する所定の方向（図２に示す左右方向）に沿って延びている。

切換ユニット２６は、電動モータ２３の出力軸４０と同軸に連結された第１伝達軸４１と、第１伝達軸４１と同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた第１ロータ４２と、第１伝達軸４１に同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた第２ロータ４４と、第１ロータ４２と第２ロータ４４との間で第１伝達軸４１の連結先を切り換えるためのクラッチ機構３９とを備えている。

第１伝達軸４１は、電動モータ２３側に設けられた小径の主軸部４６と、主軸部４６の第１ロータ４２側の軸方向端部（図２に示す右端部）に、主軸部４６と一体的に設けられ、主軸部４６よりも大径の大径部４７とを備えている。
第１ロータ４２は、第１伝達軸４１に対し電動モータ２３側と反対側に配置されている。
第１ロータ４２は、電動モータ２３側の軸方向端部（図２に示す左端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第１アーマチュアハブ５４を備えている。第１アーマチュアハブ５４は大径部４７の電動モータ２３側と反対側の面（図２に示す右面）に対向して配置されている。

第２ロータ４４は、第１伝達軸４１の大径部４７に対し第１ロータ４２と反対側、すなわち電動モータ２３側に配置されており、第１伝達軸４１の主軸部４６の周囲を取り囲んでいる。第２ロータ４４は、電動モータ２３側と反対側の軸方向端部（図２に示す右端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第２アーマチュアハブ５５を備えている。第２アーマチュアハブ５５は大径部４７の電動モータ２３側の面（図２に示す左面）に対向して配置されている。言い換えれば、第１ロータ４２（の第１アーマチュアハブ５４）および第２ロータ４４（の第２アーマチュアハブ５５）が、第１伝達軸４１の大径部４７を挟むように配置されている。

クラッチ機構３９は、第１ロータ４２と断接して、第１伝達軸４１と第１ロータ４２とを連結／解放する第１電磁クラッチ４３と、第２ロータ４４と断接して、第１伝達軸４１と第２ロータ４４とを連結／解放する第２電磁クラッチ４５とを備えている。
第１電磁クラッチ４３は、第１フィールド４８と第１アーマチュア４９とを備えている。第１アーマチュア４９は、第１伝達軸４１の大径部４７の軸方向他方側（図２に示す右面）に第１アーマチュアハブ５４の電動モータ２３側の面（図２に示す左面）と微小間隔を隔てて配置されており、略円環板状をなしている。第１アーマチュア４９は鉄などの強磁性体を用いて形成されている。第１フィールド４８は、ヨーク内に第１電磁コイル５０を内蔵しており、ハウジング２２に固定されている。

第２電磁クラッチ４５は第２フィールド５１と、第２アーマチュア５２とを備えている。第２アーマチュア５２は、第１伝達軸４１の大径部４７の軸方向一方側（図２に示す左面）に第２アーマチュアハブ５５の電動モータ２３と反対側の面（図２に示す右面）と微小間隔を隔てて配置されており、略円環板状をなしている。第２アーマチュア５２は鉄などの強磁性体を用いて形成されている。第２フィールド５１はヨーク内に第２電磁コイル５３を内蔵しており、ハウジング２２に固定されている。第１フィールド４８および第２フィールド５１は、大径部４７、第１アーマチュアハブ５４および第２アーマチュアハブ５５を挟んで軸方向に沿って並置されている。

第１電磁コイル５０に通電されると、その第１電磁コイル５０が励磁状態になり、第１電磁コイル５０を含む第１フィールド４８に電磁吸引力が発生する。そして、第１アーマチュア４９が第１フィールド４８に吸引されて第１フィールド４８に向けて変形し、第１アーマチュア４９が第１アーマチュアハブ５４と摩擦接触する。したがって、第２電磁コイル５３が切電された状態で第１電磁コイル５０に通電されることにより、第１電磁コイル５０が第１ロータ４２に接続され、第１伝達軸４１が第１ロータ４２に連結される。

一方、第２電磁コイル５３に通電されると、その第２電磁コイル５３が励磁状態になり、第２電磁コイル５３を含む第２フィールド５１に電磁吸引力が発生する。そして、第２アーマチュア５２が第２フィールド５１に吸引されて第２フィールド５１に向けて変形し、第２アーマチュア５２が第２アーマチュアハブ５５と摩擦接触する。したがって、第１電磁コイル５０が切電された状態で第２電磁コイル５３に通電されることにより、第２電磁コイル５３が第２ロータ４４に接続され、第１伝達軸４１が第２ロータ４４に連結される。

すなわち、クラッチ機構３９によって、第１伝達軸４１が第１ロータ４２に連結された状態と、第１伝達軸４１が第２ロータ４４に連結された状態との間で選択的に切り換えられるようになっている。第１伝達軸４１と第１ロータ４２との連結状態では、第１伝達軸４１と第２ロータ４４とが解放され、第１伝達軸４１と第２ロータ４４との連結状態では、第１伝達軸４１と第１ロータ４２とが解放される。

第２ロータ４４の外周には、小径の円環状の第１歯車５６が外嵌固定されている。第１歯車５６は第２ロータ４４と同軸に設けられている。第１歯車５６は転がり軸受５７によって支持されている。転がり軸受５７の外輪は、第１歯車５６に内嵌固定されている。転がり軸受５７の内輪は、第１伝達軸４１の主軸部４６の外周に外嵌固定されている。
シフト変換機構２４は、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構５８と、このボールねじ機構５８のナット５９の軸方向移動に伴って、シフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに揺動するアーム６０とを備えている。

ボールねじ機構５８は、第１ロータ４２と同軸（または第１伝達軸４１と同軸）に延びるねじ軸６１と、ねじ軸６１にボール（図示しない）を介して螺合するナット５９とを備えている。ねじ軸６１はシフトセレクト軸１５と、食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなしている。
ねじ軸６１は転がり軸受６４によって軸方向への移動が規制されつつ支持されている。具体的には、ねじ軸６１の一端部（図２に示す左端部）は、転がり軸受６４によって支持されている。転がり軸受６４の内輪は、ねじ軸６１の一端部に外嵌固定されている。また、転がり軸受６４の外輪は、ハウジング２２に固定された、切換えユニット２６のケーシングの底壁６５の内外面を貫通する貫通孔に内嵌されている。また、転がり軸受６４の外輪にはロックナット６６が係合されて、ねじ軸６１の軸方向の他方（図２に示す右方）への移動が規制されている。ねじ軸６１の一端部における転がり軸受６４よりも電動モータ２３側（図２に示す左側）の部分は、第１ロータ４２の内周に挿通されて、この第１ロータ４２に同伴回転可能に連結されている。ねじ軸６１の他端部（図２に示す右端部）は、転がり軸受６７によって支持されている。転がり軸受６７の外輪は、ハウジング２２に固定されている。

ナット５９の一側面（図２に示す手前側側面。図３に示す左側側面）、および当該一側面とは反対側の他側面（図２に示す奥側側面。図３に示す右側側面）には、それぞれシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿う方向（図２に示す紙面に直交する方向。図３に示す左右方向）に延びる円柱状の突出軸７０（図２では一方のみ図示。図３を併せて参照）が突出形成されている。一対の突出軸７０は同軸である。ナット５９はアーム６０の第１係合部７２によって、ねじ軸６１まわりの回転が規制されている。したがって、ねじ軸６１の回転に同伴して、ナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動する。

アーム６０は、ナット５９に係合するための第１係合部７２と、シフトセレクト軸１５に係合するための第２係合部７３（図３参照）と、第１係合部７２と第２係合部７３とを接続する直線状の接続ロッド７４とを備えている。第２係合部７３は略円筒状をなし、シフトセレクト軸１５に外嵌されている。
第１係合部７２は互いに対向する一対の支持板部７６と、一対の支持板部７６の基端辺同士（図２および図３に示す下端辺）を連結する連結板部７７とを備え、側面視で略Ｕ字状をなしている。各支持板部７６には、各突出軸７０の外周と、当該突出軸７０の回転を許容しつつ係合するＵ字係合溝７８が形成されている。Ｕ字係合溝７８は前記の基端辺と反対側の先端辺から切り欠かれている。そのため、第１係合部７２は、ナット５９に、突出軸７０まわりに相対回転可能にかつ、ねじ軸６１の軸方向に同行移動可能に係合している。

また、各Ｕ字係合溝７８と突出軸７０との係合により、ナット５９はアーム６０の第１係合部７２によって、ねじ軸６１まわりの回転が規制される。したがって、ねじ軸６１の回転に伴って、ナット５９および第１係合部７２がねじ軸６１の軸方向に移動する。
シフトセレクト軸１５と第２係合部７３とはスプライン嵌合している。具体的には、第２係合部７３の内周に設けられた雌スプライン７５に、シフトセレクト軸１５の外周に設けられた雄スプライン１２１が噛み合っている。言い換えれば、シフトセレクト軸１５の外周には第２係合部７３が、当該シフトセレクト軸１５に対して相対回転不能にかつ相対軸方向移動が許容された状態で連結されている。したがって、ねじ軸６１が回転し、これに伴ってナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動すると、アーム６０がシフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに揺動し、このアーム６０の揺動に同伴してシフトセレクト軸１５が回転する。

セレクト変換機構２５は、第１歯車５６と、第１伝達軸４１と平行に延び、回転可能に設けられた第２伝達軸９５と、第２伝達軸９５における一端部（図２に示す左端部）寄りの所定位置に同軸に固定された第２歯車８１と、第２伝達軸９５の他端部（図２に示す右端部）寄りの所定位置に同軸に固定された小径のピニオン３６とを備えている。なお、第２歯車８１は、第１歯車５６およびピニオン３６の双方よりも大径に形成されている。

第２伝達軸９５の一端部（図２に示す左端部）は、ハウジング２２に固定された転がり軸受９６によって支持されている。転がり軸受９６の内輪は、第２伝達軸９５の一端部（図２に示す左端部）に外嵌固定されている。また、転がり軸受９６の外輪は、蓋２７の内面に形成された円筒状の凹部９７内に固定されている。また、第２伝達軸９５の他端部（図２に示す右端部）は、転がり軸受８４によって支持されている。

また、ハウジング２２外には、シフトセレクト軸１５の回転位置を検出する回転位置検出手段としてのレゾルバ２００（図２には図示しない。図３参照）が設けられている。なお、この実施形態では、レゾルバ２００とＥＣＵ８８とによって回転位置検出装置が構成されている。図４は、図３の矢印IV方向から見た、レゾルバロータ２０１の構成を示す図である。

レゾルバ２００は、シフトセレクト軸１５の外周に外嵌固定された検出用ロータとしての略円筒状のレゾルバロータ２０１と、レゾルバロータ２０１の周囲を取り囲むように配置された検出部としての円環状のレゾルバステータ２０２とを備えている。レゾルバロータ２０１およびレゾルバステータ２０２は、シフトセレクト軸１５と同心に配置されている。そのため、シフトセレクト軸１５と、レゾルバステータ２０２と、レゾルバロータ２０１との軸方向、径方向、および周方向はそれぞれ互いに一致している。

レゾルバ２００はたとえばリラクタンス型のレゾルバからなり、レゾルバステータ２０２に対するレゾルバロータ２０１の相対回転角度を検出することができる。すなわち、レゾルバロータ２０１とレゾルバステータ２０２とが接触しないので、レゾルバ２００によりシフトセレクト軸１５の回転位置を非接触で検出することができる。
レゾルバロータ２０１は、レゾルバステータ２０２により取り囲まれて磁気回路を形成する。レゾルバロータ２０１の外周２０１ａには、レゾルバロータ２０１の軸方向に沿う回転位置検出用の複数の突条２０３が、周方向に互いに略等しい間隔を隔てて配置されている。外周２０１ａの全体が、位置検出用領域として機能している。レゾルバロータ２０１の内周２０１ｂは、シフトセレクト軸１５の外周に外嵌固定されている。

レゾルバステータ２０２は、ハウジング２２のたとえば第１の軸ホルダ１１３（図２参照）に固定用治具（図示しない）を介して固定されている。レゾルバステータ２０２は、コイルが巻かれた複数のコアを有する。複数のコアが環状に配置されている。
レゾルバステータ２０２の検出出力は、ＥＣＵ８８（Electronic Control Unit：電子制御ユニット、制御手段、回転位置検出装置）に入力される。ＥＣＵ８８は、このレゾルバステータ２０２の検出出力に基づいて、シフトセレクト軸１５の回転位置を検出する。ＥＣＵ８８は、変速機駆動装置３内に収容されていてもよいし、変速機２内に設けられていてもよい。

車両のシフトノブ９３が操作されると、シフトノブ９３の操作検出センサからの信号が、ＥＣＵ８８（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に与えられる。ＥＣＵ８８は、モータドライバ（図示しない）を介して電動モータ２３を駆動制御する。また、ＥＣＵ８８はリレー回路（図示しない）を介して第１および第２電磁クラッチ４３，４５を駆動制御する。

図５は、レゾルバロータ２０１と、レゾルバステータ２０２との間の位置関係を概略的に示す断面図である。図５（ａ）はシフトセレクト軸１５が第１セレクト位置にある状態を、図５（ｂ）はシフトセレクト軸１５が第２位置にある状態を、図５（ｃ）はシフトセレクト軸１５が第３位置にある状態をそれぞれ示す。
第１、第２および第３セレクト位置は、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿って並んでいる。シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置にあるときは、電動アクチュエータ２１のハウジング２２からのシフトセレクト軸１５の出没量が最も多く、シフトセレクト軸１５が第３セレクト位置にあるときは、電動アクチュエータ２１のハウジング２２からのシフトセレクト軸１５の出没量が最も少ない。また、第２セレクト位置は、第１セレクト位置と第３セレクト位置との間の中間位置である。シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４にレゾルバロータ２０１が同行移動する。

シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置、第２セレクト位置および第３セレクト位置のいずれに位置する場合であっても、レゾルバステータ２０２の内周の全域が、レゾルバロータ２０１の外周２０１ａに径方向に対向している。言い換えれば、中心軸線１７に直交する方向に関してレゾルバロータ２０１およびレゾルバステータ２０２が重複している。また、シフトセレクト軸１５がいずれの位置にあっても、レゾルバロータ２０１の外２０１ａにおけるレゾルバステータ２０２内周に対向する部分の面積は変化せず、そのため、レゾルバロータ２０１の外周２０１ａにおける磁気回路を形成する部分の大きさも変化しない。そして、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置する場合であっても、レゾルバステータ２０２に対するレゾルバロータ２０１の相対回転角度を検出することができる。

以上のようにこの実施形態によれば、シフトセレクト軸１５にレゾルバロータ２０１が固定されているので、シフトセレクト軸１５とレゾルバロータ２０１とが一体的に回転する。したがって、シフトセレクト軸１５とレゾルバロータ２０１との間に回転方向のずれが生じない。また、略円筒状のレゾルバロータ２０１がシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿う長尺に形成されているので、シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置、第２セレクト位置および第３セレクト位置のいずれに位置していても、レゾルバステータ２０２の内周全域がレゾルバロータ２０１の外周２０１ａと対向する。すなわち、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置する場合であっても、レゾルバステータ２０２に対するレゾルバロータ２０１の相対回転角度を検出することができる。これにより、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置していても、シフトセレクト軸１５の回転位置を精度良く検出することができる。そして、非接触式の回転角度手段であるレゾルバ２００を用いるので、シフトセレクト軸１５とレゾルバ２００との間にバックラッシの発生はないから、シフトセレクト軸１５の回転位置を、より一層高精度に検出することができる。これにより、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置していても、変速機２のシフト動作を高精度で実現することができる。

図６は、本発明の他の実施形態に係る回転位置検出装置が組み込まれた変速装置の要部構成を示す断面図である。
この実施形態において、図１〜図５に示された各部に対応する部分には、図１〜図５と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
この実施形態では、図１〜図５に示す実施形態と異なり、回転位置検出手段として、磁気式エンコーダ装置３００を採用している。この実施形態では、磁気式エンコーダ装置３００とＥＣＵ８８とによって回転位置検出装置が構成されている。図７は、図６に示す磁気式エンコーダ装置３００の要部の構成を模式的に示す図である。

図６および図７に示すように、磁気式エンコーダ装置３００は、シフトセレクト軸１５の外周に外嵌固定された検出用ロータとしての円筒状の筒状磁性体（磁性体）３０１と、筒状磁性体３０１の回転半径方向の外方に配置された磁界検出素子としてのホール素子３０２とを備え、電動アクチュエータ２１のハウジング２２外に配置されている。
筒状磁性体３０１は、シフトセレクト軸１５と同心に配置されている。図７に示すように、筒状磁性体３０１には、Ｎ極に着磁された複数（たとえば２つ）のＮ極部とＳ極に着磁された複数（たとえば２つ）のＳ極部とが周方向に交互に設けられている。各Ｎ極部と各Ｓ極部との周方向長さはほぼ等しい。筒状磁性体３０１の外周３０１ａに微小間隔を空けて、ホール素子３０２が対向配置されている。筒状磁性体３０１が中心軸線１７まわりに回転すると、静止状態にあるホール素子３０２に磁界の変化が生じる。ホール素子３０２の検出出力は、ＥＣＵ８８に入力される。ＥＣＵ８８は、このホール素子３０２の検出出力に基づいて、シフトセレクト軸１５の回転位置を検出する。

シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４移動に、筒状磁性体３０１が同行移動する。シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置、第２セレクト位置および第３セレクト位置のいずれに位置する場合であっても、ホール素子３０２が、筒状磁性体３０１の外周３０１ａに径方向に対向する。言い換えれば、中心軸線１７に直交する方向に関して筒状磁性体３０１およびホール素子３０２が重複している。そのため、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置する場合であっても、ホール素子３０２に対する筒状磁性体３０１の相対回転角度を検出することができる。

以上のようにこの実施形態によれば、シフトセレクト軸１５に筒状磁性体３０１が固定されているので、シフトセレクト軸１５と筒状磁性体３０１とが一体的に回転する。したがって、シフトセレクト軸１５と筒状磁性体３０１との間に回転方向のずれが生じない。また、略円筒状の筒状磁性体３０１がシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿う長尺に形成されているので、シフトセレクト軸１５が第１セレクト位置、第２セレクト位置および第３セレクト位置のいずれに位置していても、ホール素子３０２の内周全域が筒状磁性体３０１の外周３０１ａと対向する。すなわち、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置する場合であっても、ホール素子３０２に対する筒状磁性体３０１の相対回転角度を検出することができる。これにより、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置していても、シフトセレクト軸１５の回転位置を精度良く検出することができる。そして、非接触式の回転角度手段である磁気式エンコーダ装置３００を用いるので、シフトセレクト軸１５と磁気式エンコーダ装置３００との間にバックラッシの発生はないから、シフトセレクト軸１５の回転位置を、より一層高精度に検出することができる。これにより、シフトセレクト軸１５がいずれのセレクト位置に位置していても、変速機２のシフト動作を高精度で実現することができる。

以上、この発明の２つの実施形態について説明したが、この発明は他の形態でも実施することができる。
レゾルバステータ２０２やホール素子３０２が、それぞれハウジング２２によって固定支持されているとして説明したが、これらの検出部２０２，３０２がその他の固定部材によって固定支持されていてもよい。

また、レゾルバ２００や磁気式エンコーダ装置３００は、電動アクチュエータ２１のハウジング２２外に配置された構成に限られず、電動アクチュエータ２１のハウジング２２内に収容されていてもよい。
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、１５…シフトセレクト軸、１７…中心軸線、８８…ＥＣＵ（制御手段、回転位置検出装置）、２００…レゾルバ（回転位置検出装置）、２０１…レゾルバロータ、２０２…レゾルバステータ、３００…磁気式エンコーダ（回転位置検出装置）、３０１…筒状磁性体（磁性体）、３０２…ホール素子、Ｍ４…軸方向

Claims (4)

1. 中心軸線を有し、この中心軸線まわりの回転によりシフト動作し、複数のセレクト位置の間の軸方向移動によりセレクト動作をするシフトセレクト軸の回転位置を検出するための回転位置検出装置であって、
   前記シフトセレクト軸に外嵌固定された環状の検出ロータと、回転半径方向に関して前記検出ロータの外側の位置で固定部材に固定的に保持された検出部とを有し、
   前記シフトセレクト軸が前記複数のセレクト位置のいずれに位置する場合でも、前記中心軸線に直交する方向に関して前記検出ロータおよび前記検出部が重複するように、前記検出ロータおよび前記検出部の一方が前記シフトセレクト軸の軸方向に沿う長手に形成されており、
   前記検出部に対し、前記中心軸線に直交する方向に関して当該検出部に重複する前記検出ロータが回転する回転角を検出する回転位置検出装置。
2. 前記検出ロータは円筒状のレゾルバロータを含み、
   前記検出部は前記レゾルバロータの外周を取り囲んで設けられた環状のレゾルバステータを含む、請求項１記載の回転位置検出装置。
3. 前記検出ロータは円筒状の磁性体を含み、
   前記検出部はホール素子を含む、請求項１記載の回転位置検出装置。
4. 中心軸線まわりに回転可能に設けられ、かつ複数のセレクト位置の間の軸方向移動によりセレクト動作をするシフトセレクト軸と、
   前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転位置検出装置と、
   前記回転位置検出装置により検出された前記シフトセレクト軸の回転位置に基づいて、当該シフトセレクト軸を回転制御する制御手段とを含む、変速機駆動装置。

Images