JP2012237404A - 変速駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトセレクト軸をスムーズに軸方向移動させることができる変速駆動装置を提供すること。
【解決手段】軸部２００とスプライン円筒２０１とが互いに別体に形成されている。スプライン円筒２０１は筒状ばね部材２０２を介して軸部２００の外周に支持されている。筒状ばね部材２０２は断面円形Ｃ状をなしている。軸部２００に対して姿勢変更自在な構成に設けることができる。
【効果】シフトセレクト軸１５に直交する面Ａ１に対してアーム６０が大きく傾倒する場合であっても、スプライン円筒２０１がアーム６０の傾倒に伴って姿勢変更するから、第２係合部７３の内周とスプライン円筒２０１の外周との間に抉りが発生しない。
【選択図】図７

Description

この発明は、変速機を駆動するための変速駆動装置に関する。

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）の変速装置が知られている。変速装置は、たとえば変速操作用のシフトセレクト軸を有する変速駆動装置を有している。このタイプの変速駆動装置では、シフトセレクト軸が回転されることにより変速機のシフト動作を行うことができ、また、シフトセレクト軸が軸方向移動されることにより、変速機のセレクト動作を行うことができる（たとえば特許文献１参照）。

また、特許文献２には、シフトセレクト軸と同様、回転されることにより変速機のシフト動作を行うことができるシフト軸の外周に、コイルばねを外嵌する構成が記載されている。

特開昭６３−３０６３７号公報 特開２００７−５６９０２号公報

本願発明者らは、前記のタイプの変速駆動装置として、電動モータの駆動力を、減速機構の１つであるボールねじ機構やアームなどを介して増幅して出力する構成を検討している。具体的には、この電動アクチュエータでは、ボールねじ機構の出力を、アームを介してシフトセレクトに与える構成になっている。
たとえば、図９に示すように、シフトセレクト軸５０２の外周には、アーム５００の基端部が、シフトセレクト軸５０２まわりに相対回転不能に、かつ当該シフトセレクト軸５０２の相対軸方向移動が許容された状態で係合している。具体的には、シフトセレクト軸５０２の外周面には雄スプライン５０５が形成されており、また、アーム５００の基端部には、内周面に雌スプライン５０６を有する円環状の係合部５０３が設けられている。

アーム５００の先端部は、ボールねじ機構のナット５０４に係合している。ボールねじ機構のねじ軸５０１は、シフトセレクト軸５０２と、食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなして配置されている。ねじ軸５０１はその軸方向（図９の紙面に直交する方向）への移動が規制されており、ねじ軸５０１にはボール（図示しない）を介してナット５０４が係合されている。ナット５０４にはアーム５００の先端部が、当該ナット５０４をねじ軸５０１まわりに回転不能に、かつねじ軸５０１の軸方向に同行移動可能に係合している。

電動モータ（図示しない）の駆動力によりねじ軸５０１が回転されると、ナット５０４がねじ軸５０１の軸方向に移動する。アーム５００の先端部がナット５０４の移動に同伴して移動し、これにより、アーム５００がシフトセレクト軸５０２の中心軸線５０８まわりに揺動し、このアーム５００の揺動に同伴して、シフトセレクト軸５０２が回転する。
ところで、アーム５００の係合部５０３がシフトセレクト軸５０２の外周に係合しているので、シフトセレクト軸５０２の軸方向Ｍ７移動に同伴して、アーム５００の係合部５０３が当該軸方向Ｍ７に移動するおそれがある。したがって、アーム５００が、シフトセレクト軸５０２に直交する面（たとえば、ねじ軸５０１を通りかつシフトセレクト軸５０２に直交する面Ａ２）に対し傾倒している場合もあり得る。この場合、アーム５００の傾きが大きいと、雄スプライン５０５と雌スプライン５０６との間に形成されている噛合いのための隙間が部分的に零になって、軸方向移動するシフトセレクト軸５０２の外周が、アーム５００の係合部５０３の内周を抉るおそれがある。この場合、シフトセレクト軸５０２をスムーズに軸方向移動させることができない。

そこで、この発明の目的は、シフトセレクト軸をスムーズに軸方向移動させることができる変速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、変速機駆動用のシフトセレクト軸（１５；１５Ａ）の軸方向（Ｍ４）移動に伴って変速機をセレクト駆動させるともに、前記シフトセレクト軸の回転に伴って前記変速機をシフト駆動させる変速駆動装置（３）であって、電動モータ（２３）と、前記シフトセレクト軸の外周にスプライン嵌合するための環状の係合部（７３）を有し、前記シフトセレクト軸まわりに揺動可能に設けられたアーム（６０）と、前記電動モータによる回転運動を、前記アームの前記シフトセレクト軸まわりの揺動に変換するためのシフト変換機構（２４）とを含み、前記シフトセレクト軸が、軸部（２００）と、前記軸部とは別部材に、前記軸部の外周を取り囲み、前記係合部とスプライン嵌合するスプライン円筒（２０１）と、前記軸部と前記スプライン円筒との間に、前記軸部および前記スプライン円筒の双方に固定された状態で介装された環状の弾性部材（２０２；３０１）と有し、前記スプライン円筒は前記弾性部材を介して前記軸部の外周に支持されている、変速駆動装置である。

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、軸部とスプライン円筒とが互いに別体に形成されている。また、スプライン円筒は弾性部材を介して軸部の外周に支持されている。弾性部材が弾性変形可能であるので、スプライン円筒を、軸部に対して姿勢変更自在な構成に設けることができる。したがって、シフトセレクト軸に直交する面に対してアームが大きく傾倒する場合であっても、アームの傾倒に伴ってスプライン円筒が姿勢変更するので、スプライン円筒と係合部との間に噛み合いのための隙間が確保されるから、係合部の内周とスプライン円筒の外周との間に抉りが発生しない。これにより、常時、シフトセレクト軸をスムーズに軸方向移動させることができる。

なお、この明細書において、環状の弾性部材とは、断面円形Ｃ状の弾性部材も含む趣旨である。
請求項２記載の発明は、前記シフト変換機構が、移動体（５９）を有し、前記電動モータによる回転運動を、前記シフトセレクト軸と食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなす所定の軸（６１）に沿う前記移動体の直線運動に変換する第１変換機構（５８）を含み、前記アームは前記移動体に同行移動可能に係合する移動体係合部（７２）をさらに有する、変速駆動装置である。

この構成によれば、電動モータによる回転運動が第１変換機構により直線運動に変換され、移動体が所定の直線上を移動する。そして、移動体の移動に伴ってアームがシフトセレクト軸まわりに揺動する。
請求項３に記載のように、前記弾性部材は円筒状のばね部材（２０２）を含んでいてもよい。

請求項４に記載のように、前記弾性部材は（弾性ゴム材料を用いて形成された）弾性ゴム部材（３０１）を含んでいてもよい。
また、請求項５に記載のように、前記軸部の外周面（２０６）には、前記弾性部材の少なくとも一部を収容するための収容溝（２０３）が形成されていてもよい。この場合、軸部およびスプライン円筒を含むシフトセレクト軸全体の径を小径化することができる。

さらに、請求項６に記載のように、前記電動モータによる回転運動を、前記アームの前記シフトセレクト軸の軸方向移動に変換するためのセレクト変換機構（２５）をさらに含んでいてもよい。

本発明の一実施形態の変速駆動装置が適用さ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３の切断面線IV‐IVで切断したときの断面図である。 図３に示すシフトセレクト軸の構成を示す断面図である。 図５の切断面線VI‐VIで切断したときの断面図である。 シフトセレクト軸に直交する面に対してアームが傾倒したときにおける、シフトセレクト軸のスプライン円筒周辺の構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の変速駆動装置のシフトセレクト軸の構成を示す断面図である。 シフトセレクト軸の外周とアームの係合部との間の係合状態を示す図である。

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の変速駆動装置３が適用された変速装置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）とを備えている。

変速駆動装置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。この実施形態では、変速装置１を車両に搭載した状態で、図４に示すようにシフトセレクト軸１５が上下方向（鉛直方向。または鉛直方向に近い方向）に沿って延びている。

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の先端部（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。その結果、インターナルレバー１６の他端１６ｂが所要のシフトブロック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。

図２は、電動アクチュエータ２１の構成を示す斜視図である。図３は、電動アクチュエータ２１の構成を示す断面図である。図４は、図３の切断面線IV‐IVで切断したときの断面図である。なお、図２では、シフトセレクト軸１５の図示を省略している。以下、図２〜図４を参照して、電動アクチュエータ２１の構成について説明する。
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（図１参照）の外表面または車両の所定箇所に固定されている。

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３の紙面に直交する方向。図４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。このうちシフト変換機構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３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３に示す右面）と外面（図３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。また、蓋２７の外面には、電動モータ２３の本体ケーシングが固定されている。図３に示すように電動モータ２３として、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、食い違い角が９０°の食い違い角の関係をなして配置されている。軸方向Ｍ４（図４参照）と直交する所定の方向（図３に示す左右方向）に沿って延びている。出力軸４０は蓋２７の貫通孔２９を介してハウジング２２の内部に臨んでおり、切換ユニット２６に対向している。

図４に示すように、ハウジング２２は、シフトセレクト軸１５における先端（図４に示す右端）側の部分や、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４参照）と、第２側壁１１２（図４参照）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４参照）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４参照）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４参照）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４参照）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、断面円形の挿通孔１０４が形成されている。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４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４参照）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している。
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４に示す右端部）を収容する円柱状の先端部収容溝１１５（図４参照）が区画されている。先端部収容溝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。

先端部収容溝１１５の内周壁には、第２すべり軸受１０２（図４参照）が内嵌固定されている。第２すべり軸受１０２は、先端部収容溝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している。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、挿通孔１０４の内周壁とシフトセレクト軸１５の外周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４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、円筒状の先端部収容溝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４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１２１（図４参照）と、ピニオン３６が噛み合う後述するラック１２２（図４参照）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３に示すように、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伝達軸４１と、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、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。

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３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、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３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３に示す右面）に対向して配置されている。

第２ロータ４４は、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、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３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３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、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、伝達軸４１と第１ロータ４２とを連結／解放するシフト用電磁クラッチ（第１電磁クラッチ）４３と、第２ロータ４４と断接して、伝達軸４１と第２ロータ４４とを連結／解放するセレクト用電磁クラッチ（第２電磁クラッチ）４５とを備えている。
シフト用電磁クラッチ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、伝達軸４１の大径部４７の軸方向他方側の面（図３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３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。

セレクト用電磁クラッチ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、伝達軸４１の大径部４７の軸方向一方側の面（図３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３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１電磁コイル５０への通電により第１電磁コイル５０が第１ロータ４２に接続され、伝達軸４１が第１ロータ４２に連結される。そして、第１電磁コイル５０に切電（電流供給停止）されることにより第１電磁コイル５０が第１ロータ４２に断続され、伝達軸４１が第１ロータ４２から解放される。つまり、第１電磁コイル５０への通電／切電を切り換えることにより、シフト用電磁クラッチ４３の締結状態と解放状態とを切り換えることができる。

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２電磁コイル５３への通電により、第２電磁コイル５３が第２ロータ４４に接続され、伝達軸４１が第２ロータ４４に連結される。そして、第２電磁コイル５３に切電（電流供給停止）されることにより第２電磁コイル５３が第２ロータ４４に断続され、伝達軸４１が第２ロータ４４から解放される。つまり、第２電磁コイル５３への通電／切電を切り換えることにより、セレクト用電磁クラッチ４５の締結状態と、解放状態とを切り換えることができる。

この実施形態では、シフト用電磁クラッチ４３およびセレクト用電磁クラッチ４５の一方のみが選択的に締結されるようになっている。すなわち、シフト用電磁クラッチ４３が締結状態にあるときには、セレクト用電磁クラッチ４５が解放状態にあり、セレクト用電磁クラッチ４５が締結状態にあるときには、シフト用電磁クラッチ４３が解放状態にある。

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、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減速機としてのボールねじ機構（第１変換機構）５８と、このボールねじ機構５８のナット（移動体）５９の軸方向Ｍ６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（すなわち伝達軸４１と同軸）に延びるねじ軸（所定の軸）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。言い換えれば、ねじ軸６１の軸方向Ｍ６およびシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４の双方に直交する方向から見て、ねじ軸６１およびシフトセレクト軸１５は互いに直交している。以下、ねじ軸６１の中心軸線を８０とし、ねじ軸６１の軸方向Ｍ６をＭ６として説明する。

ねじ軸６１は転がり軸受６４，６７によって軸方向Ｍ６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３に示す左端部）は転がり軸受６４によって支持されており、また、ねじ軸６１の他端部（図３に示す右端部）は転がり軸受６７によって支持されている。これらの転がり軸受６４，６７により、ねじ軸６１がその中心軸線８０まわりに回転可能に支持されている。

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Ｍ６の他方（図３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３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。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３に示す手前側側面。図４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３に示す奥側側面。図４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３の紙面に直交する方向。図４に示す左右方向）に延びる円柱状の突出軸７０（図３では一方のみ図示。図４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（移動体係合部）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が回転されると、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Ｍ６に移動する。なお、図４では、ねじ軸６１の軸方向Ｍ６に関し、図３に示すナット５９の位置よりも、第１ロータ４２に対し離反する方向（図３に示す右方）にナット５９が位置するときの断面状態を示している。

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にスプライン嵌合するための係合部としての第２係合部７３（図４参照）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。接続ロッド７４は、たとえば、その全長にわたって断面矩形状をなしている。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３および図４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Ｍ６に同行移動可能に係合している。また、各Ｕ字係合溝７８と各突出軸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Ｍ６に移動する。第２係合部７３は、たとえば円環板状をなしている。しかし、第２係合部７３が円筒状をなしていてもよい。

シフトセレクト軸１５の外周と第２係合部７３の内周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。このとき、雄スプライン１２１と雌スプライン７５との間には噛合いのための隙間が確保されている。
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Ｍ６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、伝達軸４１と平行に延び、回転可能に設けられたピニオン軸９５と、ピニオン軸９５における一端部（図３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、ピニオン軸９５の他端部（図３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、全体として減速機を構成している。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。

ピニオン軸９５の一端部（図３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、ピニオン軸９５の一端部（図３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、ピニオン軸９５の他端部（図３に示す右端部）は、転がり軸受８４によって支持されている。

ピニオン軸９５の他端部に関連して、ピニオン軸９５の回転角（回転角）を検出するための第１回転角センサ（図示しない）が配設されている。この第１回転角センサの検出出力により、シフトセレクト軸１５の軸方向位置を求めることが可能である。第１回転角センサの検出出力は、次に述べるＥＣＵ８８に入力されるようになっている。
また、ハウジング２２内には、シフトセレクト軸１５の雄スプライン円筒１２１に関連して、シフトセレクト軸１５の回転角（回転角）を検出するための第２回転角センサ（図示しない）が配設されている。第２回転角センサ８９の検出出力は、次に述べるＥＣＵ８８（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に入力されるようになっている。

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）を介してシフト用およびセレクト用電磁クラッチ４３，４５を駆動制御する。なお、ＥＣＵ８８は、ギヤハウジング７内に収容されていてもよい。
図５は、シフトセレクト軸１５の、次に述べるスプライン円筒２０１周辺の構成を示す断面図である。図６は、図５の切断面線VI‐VIで切断したときの断面図である。なお、図６では、スプライン円筒２０１およびアーム６０の図示を省略している。

シフトセレクト軸１５は、当該シフトセレクト軸１５の軸本体をなす軸部２００と、軸部２００とは別体に形成されて、軸部２００の外周を取り囲む円筒状のスプライン円筒２０１とを有している。軸部２００の外周とスプライン円筒２０１の内周との間には弾性部材の一例である筒状ばね部材（円筒状のばね部材）２０２が介装されており、スプライン円筒２０１は筒状ばね部材２０２を介して軸部２００の外周に支持されている。より詳しくは、筒状ばね部材２０２が軸部２００の外周に外嵌固定されているともに、その筒状ばね部材２０２が、スプライン円筒２０１の内嵌固定されている。以下、具体的に説明する。

スプライン円筒２０１の外周面には、雄スプライン１２１が形成されている（図４も併せて参照）。スプライン円筒２０１の内周面２２０には、筒状ばね部材２０２の複数本の突条２１１（次に述べる）の頂部２１２（後述する）が接触固定している。筒状ばね部材２０２のスプライン円筒２０１に対する固定はたとえば接着剤などを用いて達成されているが、たとえば圧入などにより達成されていてもよい。

軸部２００の外周面における筒状ばね部材２０２の装着部分には、スプライン円筒２０１の一部または全部を収容する円筒状の収容溝２０３が形成されている。収容溝２０３の軸方向長さは、筒状ばね部材２０２の軸長よりも若干長く設定されている。収容溝２０３は、周方向全域に関して均一深さであり、筒状ばね部材２０２の径方向厚みより若干小さく設定されている。

筒状ばね部材２０２の一例として断面円形Ｃ状のトレランスリングが採用されている。筒状ばね部材２０２に外力が加わっていない状態では、筒状ばね部材２０２の中心軸線は、軸部２００の中心軸線、すなわちシフトセレクト軸１５の中心軸線１７とほぼ一致している。
筒状ばね部材（トレランスリング）２０２は、たとえばステンレス鋼を用いて形成された金属板で形成された断面円形Ｃ状の本体筒２１０と、本体筒２１０に、その周方向にたとえば等間隔を隔てて並置された複数本の突条２１１とを備えている。各突条２１１は、筒状ばね部材２０２の中心軸線に沿う方向に延びている。各突条２１１は、本体筒２１０の内周に空間２１４を形成するようにプレス成形により径方向外方に向けて膨出成形されている。各突条２１１の突出量は軸方向に関して均一であり、複数の突条２１１の外周からの突出量は互いに共通している。また、突条２１１の周方向ピッチＰは適宜設定することができる。なお、図５には、軸部２００の中心軸線（シフトセレクト１５の回転軸線１７）に沿って切断したときの断面図を示している。

突条２１１は、本体筒２１０の軸方向における中央部分（軸方向の両端部を除く部分）に形成されている。各突条２１１は、本体筒２１０の外周側に形成され、軸方向に延びるように形成され、一定の外径および内径を有する頂部（の稜線）２１２と、頂部２１２の両端部分に設けられ、本体筒２１０の端部に向かうに従って、外径および内径が小さくなるように傾斜する傾斜部２１３と、頂部２１２および傾斜部２１３によって本体筒２１０の内周側に区画形成された空間２１４とを備えている。また、各突条２１１の断面形状は外周側に凸となる山形をなし、その頂部２１２の断面形状が外周側に凸となる円弧形状をなしている。各突条２１１では頂部２１２の全域がスプライン円筒２０１の内周面２２０に接している。また、各頂部２１２の少なくとも一部が内周面２２０に固定されている。

筒状ばね部材２０２の本体筒２１０の円筒面からなる内周面は、収容溝２１３の底面２１５に接触固定している。筒状ばね部材２０２の軸部２００に対する固定はたとえば接着剤などを用いて達成されているが、たとえば圧入などにより達成されていてもよい。
突条２１１は弾性変形可能である。そのため、各突条２１１に多大な応力が作用すると当該突条２１１は変形する。スプライン円筒２０１が筒状ばね部材２０２を介して軸部２００の外周に支持されているので、スプライン円筒２０１を、軸部２００に対して姿勢変更自在な構成に設けることができる。

ところで、アーム６０の第２係合部７３がシフトセレクト軸１５のスプライン円筒２０１に係合しているので、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４移動に同伴して、アーム６０の第２係合部７３が当該軸方向Ｍ４に移動するおそれがある。したがって、図７に示すように、アーム６０がシフトセレクト軸１５に直交する面（たとえばねじ軸６１を通りかつシフトセレクト軸１５に直交する面）Ａ１に対し傾倒することも考えられる。図７は、シフトセレクト軸１５に直交する面Ａ１に対してアーム６０が傾倒したときにおける、シフトセレクト軸１５のスプライン円筒２０１周辺の構成を示す断面図である。

このとき、スプライン円筒２０１が弾性変形可能な筒状ばね部材２０２を介して軸部２００の外周に支持されているので、アーム６０の傾倒に伴って筒状ばね部材２０２が変形するともに、アーム６０と係合するスプライン円筒２０１も傾倒する。このときの筒状ばね部材２０２の変形は、各突条２１１の変形によって実現される。具体的には、スプライン円筒２０１の傾倒に応じて、各突条２１１の両端の傾斜部２１３が圧縮変形または引っ張り変形する。このとき、各突条２１１の頂部（の稜線）はほとんど変形しない。これにより、雄スプライン１２１と雌スプライン７５との間に形成されている噛合いのための隙間を良好に確保しつつ、アーム６０の揺動による揺動軸線を、軸部２００の中心軸線（シフトセレクト軸１５の中心軸線１７）に対して傾倒させることができる。

以上によりこの実施形態によれば、軸部２００とスプライン円筒２０１とが互いに別体に形成されている。スプライン円筒２０１は筒状ばね部材２０２を介して軸部２００の外周に支持されている。筒状ばね部材２０２が弾性変形可能であるので、スプライン円筒２０１を、軸部２００に対して姿勢変更自在な構成に設けることができる。したがって、図７に示すように、シフトセレクト軸１５に直交する面Ａ１に対してアーム６０が大きく傾倒する場合であっても、スプライン円筒２０１がアーム６０の傾倒に伴って姿勢変更するので、雌スプライン７５と雄スプライン１２１との間に噛み合いのための隙間が確保されるから、第２係合部７３の内周とスプライン円筒２０１の外周との間に抉りが発生しない。これにより、シフトセレクト軸１５を常時スムーズに軸方向Ｍ４移動させることができる。

軸部２００の外周面２０６には収容溝２０３が形成されており、この収容溝２０３内に筒状ばね部材２０２が収容されている。これにより、軸部２００およびスプライン円筒２０１を含むシフトセレクト軸１５全体の径を小径化することができる。
図８は、本発明の他の実施形態の変速駆動装置のシフトセレクト軸１５Ａの構成を示す断面図である。この図８に示す実施形態において、図１〜図７に示された各部に対応する部分には、図１〜図７の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。

この図８に示すシフトセレクト軸１５Ａが、前述の実施形態のシフトセレクト軸１５と相違する主たる点は、弾性部材として、筒状ばね部材２０２に代えて弾性ゴム部材３０１が採用されている点である。
弾性ゴム部材３０１は、ニトリルゴムやアクリルゴムなどの弾性合成ゴム材料を用いて形成されており、円筒状をなしている。このシフトセレクト軸１５Ａでは、軸部２００の外周面には収容溝は形成されておらず、弾性ゴム部材３０１は軸部２００の外周に外嵌固定されている。弾性ゴム部材３０１は、軸部２００の外径と同じ程度の内径を有し、スプライン円筒２０１の内径と同じ程度の外径を有している。

弾性ゴム部材３０１の内周面が軸部２００の外周面２０６に接触固定している。弾性ゴム部材３０１の外周面がスプライン円筒２０１の内周面２２０に接触固定している。弾性ゴム部材３０１の軸部２００および／またはスプライン円筒２０１に対する固定はたとえば接着剤などを用いて達成されている。なお、接着剤などを用いずに、弾性ゴム部材３０１の弾性的な押圧力により、軸部２００および／またはスプライン円筒２０１に対して弾性ゴム部材３０１を固定するようにしてもよい。

スプライン円筒２０１が弾性変形可能な弾性ゴム部材３０１を介して軸部２００の外周に支持されているので、アーム６０の傾倒に伴って弾性ゴム部材３０１が変形するともに、アーム６０と係合するスプライン円筒２０１も傾倒する。これにより、雄スプライン１２１と雌スプライン７５との間に形成されている噛合いのための隙間を良好に確保しつつ、アーム６０の揺動による揺動軸線を、軸部２００の中心軸線（シフトセレクト軸１５の中心軸線１７）に対して傾倒させることができる。

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。
たとえば、第１実施形態において、筒状ばね部材２０２に、複数の突条２１１に代えて、円形、楕円形、または矩形の複数の突部を設けることもできる。この突部も、たとえば本体筒２１０の内周に空間を形成するようにプレス成形により径方向外方に向けて膨出成形されている。

また、筒状ばね部材２０２に、複数の突条２１１と複数の突部とを混在させるように設けることもできる。
また、前述の第１実施形態の筒状ばね部材２０２を、軸部２００の収容溝２０３（の底面２０５）ではなく、軸部２００の外周面２０６に装着可能な構成とすることもできる。
また、筒状ばね部材２０２は断面円形Ｃ状のものに限られず、たとえば、円筒状をなしていてもよい。この場合には、筒状ばね部材２０２の軸部２００に対する装着を簡単に行うために、筒状ばね部材２０２を、軸部２００の収容溝２０３（の底面２０５）ではなく、軸部２００の外周面２０６に装着する構成であることが望ましい。

筒状ばね部材（筒状ばね部材２０２を含む。）を軸部２００の外周面２０６に装着する場合には、軸部２００に収容溝２０３を設けない構成とすることもできる。
また、筒状ばね部材２０２としてトレランスリングを採用する場合を例に挙げて説明したが、これに代えて、たとえばねじりコイルばねなど、当該筒状ばね部材の軸方向に関して部分的に縮径または拡径可能な構成のものを採用することもできる。

たとえば、第２実施形態において、円筒状の弾性ゴム部材３０１を、周方向に関して分割（たとえば２つ割りまたは３つ割り）された複数の分割体を組み合わせて構成してもよい。この場合、弾性ゴム部材３０１を、軸部２００の外周面２０６に設けられた収容溝（たとえば前述の収容溝２０３と同等の構成。）に、取り付ける（弾性ゴム部材３０１の少なくとも一部を収容溝内に収容する）構成を採用することもできる。

また、前述の各スプラインは角形スプラインであってもよいし、インボリュートスプラインであってもよい。
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…変速駆動装置、１５…シフトセレクト軸、１５Ａ…シフトセレクト軸、２１…電動モータ、２４…シフト変換機構、２５…セレクト変換機構、５８…ボールねじ機構（第１変換機構）、５９…ナット（移動体）、６０…アーム、６１…ねじ軸（所定の軸）、７２…第１係合部（移動体係合部）、７３…第２係合部（係合部）、２００…軸部、２０１…スプライン円筒、２０２…筒状ばね部材（円筒状のばね部材）、２０３…収容溝、２０６…外周面、３０１…弾性ゴム部材、Ｍ４…軸方向

Claims (6)

1. 変速機駆動用のシフトセレクト軸の軸方向移動に伴って変速機をセレクト駆動させるともに、前記シフトセレクト軸の回転に伴って前記変速機をシフト駆動させる変速駆動装置であって、
   電動モータと、
   前記シフトセレクト軸の外周にスプライン嵌合するための環状の係合部を有し、前記シフトセレクト軸まわりに揺動可能に設けられたアームと、
   前記電動モータによる回転運動を、前記アームの前記シフトセレクト軸まわりの揺動に変換するためのシフト変換機構とを含み、
   前記シフトセレクト軸が、
   軸部と、
   前記軸部とは別部材に、前記軸部の外周面を取り囲み、前記係合部とスプライン嵌合するスプライン円筒と、
   前記軸部と前記スプライン円筒との間に、前記軸部および前記スプライン円筒の双方に固定された状態で介装された環状の弾性部材と有し、
   前記スプライン円筒は前記弾性部材を介して前記軸部の外周に支持されている、変速駆動装置。
2. 前記シフト変換機構が、移動体を有し、前記電動モータによる回転運動を、前記シフトセレクト軸と食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなす所定の軸に沿う前記移動体の直線運動に変換する第１変換機構を含み、
   前記アームは前記移動体に同行移動可能に係合する移動体係合部をさらに有する、変速駆動装置。
3. 前記弾性部材は円筒状のばね部材を含む、請求項１または２記載の変速駆動装置。
4. 前記弾性部材は弾性ゴム部材を含む、請求項１または２記載の変速駆動装置。
5. 前記軸部の外周には、前記弾性部材の少なくとも一部を収容するための収容溝が形成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速駆動装置。
6. 前記電動モータによる回転運動を、前記アームの、前記シフトセレクト軸の軸方向移動に変換するためのセレクト変換機構をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の変速駆動装置。

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