JP3687586B2

JP3687586B2 - Shift actuator for transmission

Info

Publication number: JP3687586B2
Application number: JP2001334485A
Authority: JP
Inventors: 康山本; 信幸岩男; 暢彦林
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003139241A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された変速機のシフトレバーをシフト方向に作動する変速機のシフトアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機のシフトレバーをシフト方向に作動する変速機のシフトアクチュエータとしては、一般に空気圧や油圧等の流体圧を作動源とした流体圧シリンダが用いられている。この流体圧シリンダを用いたシフトアクチュエータは、流体圧源と接続する配管が必要であるとともに、作動流体の流路を切り換えるための電磁切り換え弁を配設する必要があり、これらを配置するためのスペースを要するとともに、装置全体の重量が重くなるという問題がある。
【０００３】
また近年、圧縮空気源や油圧源を具備していない車両に搭載する変速機のシフトアクチュエータとして、電動モータ式のアクチュエータが提案されている。電動モータによって構成したシフトアクチュエータは、流体圧シリンダを用いたアクチュエータのように流体圧源と接続する配管や電磁切り換え弁を用いる必要がないので、装置全体をコンパクトで且つ軽量に構成することができる。しかるに、電動モータを用いたアクチュエータにおいては、所定の作動力を得るために減速機構が必要となる。この減速機構としては、ボールネジ機構を用いたものと、歯車機構を用いたものが提案されている。これらボールネジ機構および歯車機構を用いたアクチュエータは、ボールネジ機構および歯車機構の耐久性および電動モータの耐久性、作動速度において必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
そこで、本出願人は、耐久性に優れ、かつ、作動速度が速い変速機のシフトアクチュエータとして、変速機のシフトレバーに連結した作動部材と係合する作動ロッドと、該作動ロッドの外周面に配設された磁石可動体と、該磁石可動体を包囲して配設された筒状の固定ヨークと、該固定ヨークの内側に軸方向に併設された一対のコイルとを具備する変速機のシフトアクチュエータを特願２００１−０１３１６３として提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記作動ロッドおよび磁石可動体は質量が大きく、重力および車両の加速度の影響を受けるので、シフトアクチュエータの配置および車両の運転状態によって作動力が変化する。即ち、車両に搭載されるシフトアクチュエータは一般に水平に配置されるので、車両が傾斜路を走行している場合や加減速状態において上記作動ロッドおよび磁石可動体はそれぞれの方向の加速度と重力の影響を受ける。従って、運転状態によって作動力が減少した場合にはシフト作動力が不足する虞がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、重力および加速度の影響をなくし、常に一定のシフト作動力を得ることができる変速機のシフトアクチュエータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記技術的課題を解決するために、変速機のシフトレバーを装着したシフトレバー支持機構をシフト方向に回動する変速機のシフトアクチュエータであって、
該シフトレバー支持機構に中間部が連結された作動レバーと、該作動レバーの両端部にそれぞれ連結され上下方向に作動する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータとを具備し、
該第１のアクチュエータおよび該第２のアクチュエータは、該作動レバーと連結する作動ロッドと、該作動ロッドの外周面に配設された磁石可動体と、該磁石可動体を包囲して配設された筒状の固定ヨークと、該固定ヨークの内側に軸方向に併設された一対のコイルとをそれぞれ具備している、
ことを特徴とする変速機のシフトアクチュエータが提供される。
【０００８】
上記シフトレバー支持機構は略水平状態に配置されており、上記第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータはシフトレバー支持機構の下側に配置されている。上記一対のコイルの両側に磁性体が配設されていることが望ましい。また、該磁性体は、一対のコイルが捲回されたボビン内に配設されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された変速機のシフトアクチュエータの好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に従って構成されたシフトアクチュエータを備えた変速操作装置の一実施形態の一部を破断して示す平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図示の実施形態における変速操作装置２は、後述するシフトレバー支持機構を支持する筒状のケーシング３と、該ケーシング３に装着されたセレクトアクチュエータ４およびシフトアクチュエータ７とから構成されている。ケーシング３は、一端部（図１および図２において右端部）における側部（図１において上側部）にセレクトアクチュエータ装着部３１を備えているとともに、一端部（図１および図２において右端部）における下側部（図２において下側部）にシフトアクチュエータ装着部３２を備えている。また、ケーシング３の中央部の下部には開口３３が形成されている。
【００１１】
上記のように構成されたケーシング３内には、コントロールシャフト３５が回動可能に配設されている。即ち、コントロールシャフト３５は、一端部（図１および図２において右端部）がケーシング３の一端部に配設された軸受３６１に回動可能に支持され、他端部（図１および図２において左端部）がケーシング３の他端部に配設された軸受３６２に回動可能に支持されている。このコントロールシャフト３５にシフトレバー３７が装着されている。このシフトレバー３７は、上記コントロールシャフト３５と嵌合する穴を備えた装着部３７１と該装着部３７１から径方向に突出して形成されたレバー部３７２とからなっており、レバー部３７２が図２に示すようにケーシング３の下部に形成された開口３３を挿通して配設されている。シフトレバー３７の装着部３７１にはコントロールシャフト３５と嵌合する穴の内周面に形成された内歯スプライン部３７１ａが設けられており、この内歯スプライン部３７１ａがコントロールシャフト３５の中央部に形成された外歯スプライン部３５１と軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。このようにシフトレバー３７を軸方向に摺動可能に支持するとともにケーシング３に回動可能に支持されたコントロールシャフト３５は、ケーシング内に配設されたシフトレバー３７を軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持するシフトレバー支持機構として機能する。なお、シフトレバー支持機構として機能するコントロールシャフト３５は、図示の実施形態においてはケーシング３内に略水平状態に配置される。
【００１２】
上述したようにシフトレバー支持機構としてのコントロールシャフト３５によって軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持されたシフトレバー３７は、レバー部３７２の先端部が第１のセレクト位置ＳＰ１、第２のセレクト位置ＳＰ２、第３のセレクト位置ＳＰ３、第４のセレクト位置ＳＰ４に配設された図示しない変速機のシフト機構を構成するシフトブロック３０１、３０２、３０３、３０４と適宜係合するようになっている。なお、図示の実施形態においては、第１のセレクト位置ＳＰ１は後進−１速段セレクト位置、第２のセレクト位置ＳＰ２は２速−３速段セレクト位置、第３のセレクト位置ＳＰ３は４速−５速段セレクト位置、第４のセレクト位置ＳＰ４は６速段セレクト位置に設定されている。
【００１３】
次に、シフトレバー３７を軸方向であるセレクト方向に作動するセレクトアクチュエータ４について、主に図１を参照して説明する。
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ４は、駆動源となる電磁ソレノイド４０と、該電磁ソレノイド４０によって作動され上記シフトレバー３７を作動せしめるセレクト作動機構５０を具備している。電磁ソレノイド４０は、セレクトアクチュエータ装着部３１にボルト等の固着手段４０１によって取り付けられた筒状のケース４１と、該ケース４１内に配設された電磁コイル４２と、該電磁コイル４２内に配設された固定鉄心４３と、該固定鉄心４３の一端面（図１において上端面）と対向して同一軸上に配設された可動鉄心４４と、該可動鉄心４４に装着された作動ロッド４５と、上記筒状のケース４１の一端（図１および図２において上端）に取り付けられたカバー４６を具備している。
【００１４】
上記筒状のケース４１は、一端（図１において上端）には中央部に穴４１２を有する端壁４１１を備えており、他端（図１において下端）が開放されている。上記電磁コイル４２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン４７に捲回されケース４１の内周に沿って配設されている。上記固定鉄心４３は、磁性材によって形成され、他端（図１において下端）にはフランジ部４３１が設けられており、このフランジ部４３１を介してケース４１の他端側（図１において下端側）に装着されている。上記可動鉄心４４は、磁性材によって形成され、固定鉄心４３に対して軸方向に接離可能に構成されている。上記作動ロッド４５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成され、その一端部（図１において上端部）に小径部４５１が設けられている。このように構成された作動ロッド４５は、小径部４５１を上記可動鉄心４４の中央部に形成された穴４４１に挿通し、一端をカシメることにより可動鉄心４４に装着する。このようにして可動鉄心４４に一端部が装着された作動ロッド４５は、他端部が上記固定鉄心４３の中央部に形成された穴４３２を貫通して軸方向に摺動可能に配置され、ケーシング３の側方に設けられたセレクト作動機構収容室３１３内に進退可能に構成されている。この作動ロッド４５の他端部にはボールジョイント４５２が設けられている。上記カバー４６は、ビス４８によってケース４１の一端に装着され、ケース４１の一端および可動鉄心４４の一端部を覆う。
【００１５】
次に、セレクト作動機構５０について説明する。
図示の実施形態におけるセレクト作動機構５０は、上記セレクト作動機構収容室３１３内に収容されており、第１のレバー５１と第２のレバー５２と第３のレバー５３および第４のレバー５４を具備している。第１のレバー５１は、一端部が上下方向（図１において紙面に垂直な方向）に配設された支持軸５５に装着されており、他端部が上記電磁ソレノイド４０の作動ロッド４５の他端部に設けられたボールジョイント４５２と摺動可能に連結されている。第２のレバー５２は、一端部が上記支持軸５５に装着されており、他端部には係合ピン５６が取り付けられている。第３のレバー５３は、一端部が上下方向（図１において紙面に垂直な方向）に配設された支持軸５７に装着され、その他端部には長穴５３１が形成されており、この長穴５３１に上記第２のレバー５２の他端部に取り付けられた係合ピン５６が嵌合するようになっている。第４のレバー５４は、一端部が上記支持軸５７に装着されており、その他端部に形成された作動部５４１が図２に示すように上記シフトレバー３７の装着部３７１に形成された係合溝３７１ｂに嵌合するように構成されている。
【００１６】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ４を構成する電磁ソレノイド４０およびセレクト作動機構５０は以上のように構成されており、電磁コイル４２に通電すると固定鉄心４３が磁化され、可動鉄心４４は固定鉄心４３に吸引されて可動鉄心４４即ち作動ロッド４５には図１において下方への推力が発生する。この可動鉄心４４即ち作動ロッド４５に発生する推力の大きさは、電磁コイル４２に供給する電力量によって決まる。電磁コイル４２に通電することによって可動鉄心４４即ち作動ロッド４５が図１において下方に移動すると、上記第１のレバー５１と第２のレバー５２と第３のレバー５３および第４のレバー５４がそれぞれ図１において実線および破線で示す位置から２点鎖線で示す位置まで作動せしめられる。この結果、第４のレバー５４の作動部５４１によって作動せしめられるシフトレバー３７は、図２において実線で示す第１のセレクト位置ＳＰ１から第４のセレクト位置ＳＰ４まで作動せしめられる。
【００１７】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ４は、図２に示すように上記電磁ソレノイド４０の電磁コイル４２に供給する電力量に対応して可動鉄心４４即ち作動ロッド４５に発生する推力の大きさと協働してシフトレバー３７を上記第１のセレクト位置ＳＰ１、第２のセレクト位置ＳＰ２、第３のセレクト位置ＳＰ３、第４のセレクト位置ＳＰ４に位置規制するためのセレクト位置規制機構６を具備している。セレクト位置規制機構６は、上記コントロールシャフト３５の中央部において上記シフトレバー３７の装着部３７１の図２において右側に軸方向に摺動可能に配設された第１の移動リング６１と第２の移動リング６２を具備している。第１の移動リング６１は、ケーシング３の内周面に設けられた第１のストッパー３ａによって図２において左方への移動が規制される。第２の移動リング６２は、ケーシング３の内周面に第１のストッパー３ａより所定間隔をおいて図２において右側に設けられた第２のストッパー３ｂによって図２において左方への移動が規制され、ケーシング３の内周面に第２のストッパー３ｂより図２において右側に設けられた第３のストッパー３ｃによって図２において右方への移動が規制される。従って、第２の移動リング６２は、第２のストッパー３ｂと第３のストッパー３ｃとの間を移動可能に構成されている。なお、上記第１の移動リング６１は、上記第２のストッパー３ｂの内径より小径に形成されており、従って、第２のストッパー３ｂを越えて図２において右方へ作動することができる。
【００１８】
上記第１の移動リング６１とシフトレバー３７の装着部３７１との間には第１の圧縮コイルばね６３が配設され、第１の移動リング６１と第２の移動リング６２との間には第２の圧縮コイルばね６４が配設されている。また、第２の移動リング６２と第３のストッパー３ｃとの間には第３の圧縮コイルばね６５が配設されている。なお、第２の圧縮コイルばね６４のばね力は第１の圧縮コイルばね６３のばね力より大きく設定されており、第３の圧縮コイルばね６５のばね力は第２の圧縮コイルばね６４のばね力より大きく設定されている。従って、第１の移動リング６１は、第１のストッパー３ａに当接せしめられ、第２の移動リング６２は第２のストッパー３ｂに当接せしめられている。
【００１９】
図示の実施形態におけるセレクトアクチュエータ４は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
セレクトアクチュエータ４の電磁ソレノイド４０を構成する電磁コイル４２に電力が供給されていないとき（非通電時）には、電磁ソレノイド４０を構成する可動鉄心４４と作動ロッド４５およびセレクト作動機構５０は図１において実線で示す状態に位置付けられている。そして、セレクト位置規制機構６を構成する第１の移動リング６１および第２の移動リング６２は第１の圧縮コイルばね６３と第２の圧縮コイルばね６４および第３の圧縮コイルばね６５のばね力が釣り合った図２に示す状態に位置付けられ、この結果、シフトレバー３７は第１の作動位置（Ｐ１）に位置付けられている。この第１の作動位置（Ｐ１）は本実施形態においては上述したように後進−１速段セレクト位置に設定されているので、電磁ソレノイド４０が故障した場合にはセレクトアクチュエータ４はシフトレバー３７を後進−１速段セレクト位置に位置付けることになる。従って、電磁ソレノイド４０が故障した場合には、車両の発進が可能な１速段または後進段にシフトすることができるので、車両を修理工場などの所定の場所まで走行することができる。
【００２０】
図１および図２に示す状態からセレクトアクチュエータ４の電磁ソレノイド４０を構成する電磁コイル４２に例えば２Ｖの電圧を印加すると、可動鉄心４４は固定鉄心４３に吸引され、可動鉄心４４および作動ロッド４５には図１において下方への推力が発生する。この結果、セレクト作動機構５０を構成する各レバーが図１において実線で示す状態から２点鎖線で示す方向に作動され、図４の（ａ）に示すようにシフトレバー３７が第１の圧縮コイルばね６３のばね力に抗して図において右方に移動せしめられる。そして、シフトレバー３７は、装着部３７１の右端面が第１の移動リング６１に当接した位置で停止し、図４の（ａ）に示すように第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００２１】
次に、セレクトアクチュエータ４の電磁ソレノイド４０を構成する電磁コイル４２に例えば４Ｖの電圧を印加すると、可動鉄心４４および作動ロッド４５に発生する下方への推力が増大する。この結果、セレクト作動機構５０を構成する各レバーが図１において２点鎖線で示す方向に更に作動され、図４の（ｂ）に示すようにシフトレバー３７が第１の移動リング６１に当接した状態で第１の圧縮コイルばね６３および第２の圧縮コイルばね６４のばね力に抗して図において右方へ更に移動せしめられる。そして、シフトレバー３７は、第１の移動リング６１が第２の移動リング６２に当接した位置で停止し、図４の（ｂ）に示すように第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００２２】
次に、セレクトアクチュエータ４の電磁ソレノイド４０を構成する電磁コイル４２に例えば８Ｖの電圧を印加すると、可動鉄心４４および作動ロッド４５に発生する下方への推力が更に増大する。この結果、セレクト作動機構５０を構成する各レバーが図１において２点鎖線で示す位置まで作動され、図４の（ｃ）に示すようにシフトレバー３７が第１の移動リング５１を第２の移動リング６２に当接した状態で第１の圧縮コイルばね６３と第２の圧縮コイルばね６４および第３の圧縮コイルばね６５のばね力に抗して図において右方へ更に移動せしめられる。そして、シフトレバー３７は、第２の移動リング６２が第３のストッパー３ｃに当接した位置で停止し、図４の（ｃ）に示すように第４の作動位置（Ｐ４）に位置付けられる。
【００２３】
以上のように、変速操作装置２を構成するセレクトアクチュエータ４は、ケーシング３内に軸方向に摺動可能で且つ回動可能に支持されたシフトレバー３７を電磁ソレノイド４０によって作動するので、回転機構がないため耐久性が向上するとともに、電動モータを用いたアクチュエータのようにボールネジ機構や歯車機構からなる減速機構が不要となるので、コンパクトに構成することができるとともに、作動速度を速くすることができる。更に、図示のセレクトアクチュエータ４はセレクト位置規制機構６を備え、電磁コイル４２に供給する電力量に対応して作動ロッド４５に発生する推力に応じてシフトレバー３７を複数のセレクト動位置に位置付けるように構成したので、１個の電磁ソレノイドによって複数のセレクト位置をとることができるため、コンパクトで且つ安価となる。
【００２４】
図示の実施形態における変速操作装置２は、上記シフトレバー３７の軸方向位置、即ちセレクト方向の位置を検出するためのセレクト位置検出センサ１０を具備している。このセレクト位置検出センサ１０はポテンショメータからなり、その回動軸１０１にレバー１０２の一端部が取り付けられており、このレバー１０２の他端部に取り付けられた係合ピン１０３が上記シフトレバー３７の装着部３７１の側面に設けられた係合溝３７１ｃに係合している。従って、シフトレバー３７が図２において左右に移動すると、レバー１０２が回動軸１０１を中心として揺動するため、回動軸１０１が回動してシフトレバー３７の軸方向作動位置、即ちセレクト方向位置を検出することができる。
【００２５】
また、図示の実施形態における変速操作装置２は、上記シフトレバー３７の回動位置、即ちシフトストローク位置を検出するシフトストローク位置検出センサ１１を具備している。このシフトストローク位置検出センサ１１は、上記ケーシング３１の他端（図２において左端）に装着されている。シフトストローク位置検出センサ１１はポテンショメータからなり、その回動軸１１１がシフトレバー３７とスプライン嵌合されているコントロールシャフト３５の他端に連結されている。従って、シフトレバー３７を装着したコントロールシャフト３５が回動すると、シフトレバー３７の回動位置即ちシフトストローク位置を検出することができる。
【００２６】
次に、シフトアクチュエータ７について、主に図３を参照して説明する。
図示のシフトアクチュエータ７は、上記コントロールシャフト３５をシフト方向に回動せしめる駆動源としての第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂと、該両アクチュエータによって作動されコントロールシャフト３５を回動せしめる作動レバー８を具備している。第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ａは、コントロールシャフト３５の下側に上下方向に作動するように互いに並列に配設されケーシング３の一端部に設けられたシフトアクチュエータ装着部３２にボルト、ナット等の固着手段７０１によって取り付けられている。上記作動レバー８は、その中間部にはピン孔８１が形成されており、その両端部にそれぞれ連結部８２、８３を備えている。このように形成された作動レバー８は、コントロールシャフト３５の一端部に軸芯に直交するように形成された穴３５２に挿入し、コントロールシャフト３５に形成されたピン孔３５３と上記ピン孔８１にピン８４を嵌入することによってコントロールシャフト３５に装着される。
【００２７】
次に、第１のアクチュエータ７ａについて説明する。
第１のアクチュエータ７ａは、ケーシング７１と、該ケーシング７１の中心部に上下方向に摺動可能に配設された作動ロッド７２と、該作動ロッド７２の外周面に配設された磁石可動体７３と、該磁石可動体７３を包囲してケーシング７１の内側に配設された筒状の固定ヨーク７４と、該固定ヨーク７４の内側に軸方向に併設された一対のコイル７５、７６とを具備している。
【００２８】
ケーシング７１は、図示の実施形態においてはステンレス鋼やアルミニウム合金等の非磁性材によって円筒状に形成されている。作動ロッド７２は、ステンレス鋼等の非磁性材によって構成され、その上端部にはボールジョイント７５０が設けられている。このボールジョイント７５０に上記作動レバー８の一端部に設けられた連結部８２を摺動可能に連結する。
【００２９】
磁石可動体７３は、作動ロッド７２の外周面に装着され軸方向両端面に磁極を備えた環状の永久磁石７３１と、該永久磁石７３１の軸方向外側に配設された一対の可動ヨーク７３２、７３３とによって構成されている。図示の実施形態における永久磁石７３１は、図３において上端面がＮ極に着磁され、図３において下端面がＳ極に着磁されている。上記一対の可動ヨーク７３２、７３３は、磁性材によって環状に形成されている。このように構成された磁石可動体７３は、その両側においてそれぞれ作動ロッド７２に装着されたスナップリング７３４、７３５によって位置決めされて、軸方向の移動が規制されている。
【００３０】
上記固定ヨーク７４は、磁性材によって筒状に形成されており、上記ケーシング７１の内周面に装着されている。固定ヨーク７４の内側には、一対のコイル７５、７６が配設されている。この一対のコイル７５、７６は、合成樹脂等の非磁性材によって形成され上記固定ヨーク７４の内周に沿って装着されたボビン７７に捲回されている。一対のコイル７５、７６は、図示しない電源回路に接続するようになっている。図示の実施形態においては、ボビン７７内には一対のコイル７５、７６の両側に磁性体７８１、７８２が配設されている。この磁性体７８１、７８２は、鉄等の磁性材によって環状に形成されている。
【００３１】
上記ケーシング７１の上端部には、端壁７９が装着されている。この端壁７９は、ステンレス鋼やアルミニウム合金或いは適宜の合成樹脂等の非磁性材によって形成されている。端壁７９とケーシング７１の下端壁７１０には、そのそれぞれ中心部に上記作動ロッド７２が挿通する穴７９１、７１１が設けられている。この穴７９１、７１１を挿通して配設される作動ロッド７２は、穴７９１、７１１の内周面によって軸方向に摺動可能に支持される。
【００３２】
次に、第２のアクチュエータ７ｂについて説明する。
なお、第２のアクチュエータ７ｂは上記第１のアクチュエータ７ａと実質的に同一の構成であり、従って、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。第２のアクチュエータ７ｂを構成する作動ロッド７２の上端部にはボールジョイント７５０が設けられており、このボールジョイント７５０に上記作動レバー８の他端部に設けられた連結部８３が摺動可能に連結される。
【００３３】
図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ７は以上のように構成されており、以下その作動について図５を参照して説明する。
シフトアクチュエータ７を構成する第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂは、それぞれ作動ロッド７２に配設された磁石可動体７３と固定ヨーク７４および一対のコイル７５、７６とによって構成されるリニアモータの原理によって作動する。以下その作動について図５を参照して説明する。
第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂは、図５の（ａ）乃至図５の（ｄ）に示すように永久磁石７３１のＮ極、一方の可動ヨーク７３２、一方のコイル７５、固定ヨーク７４、他方のコイル７６、他方の可動側ヨーク７３３、永久磁石７３１のＳ極を通る磁気回路７３０が形成される。
【００３４】
作動ロッド７２の作動位置が図５の（ａ）に示すニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイル７５、７６に図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ反対方向の電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、磁石可動体７３即ち作動ロッド７２には図５の（ａ）において矢印で示すように下方に推力が発生する。また、作動ロッド７２の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイル７５、７６に図５の（ｂ）で示す方向（図５の（ａ）と反対方向）にそれぞれ反対方向の電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、磁石可動体７３即ち作動ロッド７２には図５の（ｂ）において矢印で示すように上方に推力が発生する。
【００３５】
従って、第１のアクチュエータ７ａの一対のコイル７５、７６に図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流し、第２のアクチュエータ７ｂの一対のコイル７５、７６に図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２は下方に移動せしめられ、第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２は上方に移動せしめられる。この結果、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２および第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２とそれぞれボールジョイント７５０および７５０を介して連結されている作動レバー８を介してコントロールシャフト３２が図３において時計方向に回動する。従って、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合されているシフトレバー３７が第１の方向にシフト作動せしめられる。そして、第１のアクチュエータ７ａの磁石可動体７３即ち作動ロッド７２が図５の（ｃ）で示す位置に達し、第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２が図５の（ｄ）で示す位置に達すると、上記シフトストローク位置検出センサ１１からの信号に基づいて図示しないコントローラが一方のシフトストロークエンド即ちギヤイン位置まで作動せしめられたと判断して、第１のアクチュエータ７ａの一対のコイル７５、７６および第２のアクチュエータ７ｂ一対のコイル７５、７６への通電を遮断する。
【００３６】
一方、第１のアクチュエータ７ａの一対のコイル７５、７６に図５の（ｂ）で示す方向にそれぞれ電流を流し、第２のアクチュエータ７ｂの一対のコイル７５、７６に図５の（ａ）で示す方向にそれぞれ電流を流すと、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２は上方に移動せしめられ、第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２は下方に移動せしめられる。この結果、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２および第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２とそれぞれボールジョイント７５０を介して連結されている作動レバー８を介してコントロールシャフト３２が図３において反時計方向に回動する。従って、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合されているシフトレバー３７が第２の方向にシフト作動せしめられる。そして、第１のアクチュエータ７ａの磁石可動体７３即ち作動ロッド７２が図５の（ｄ）で示す位置に達し、第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２が図５の（ｃ）で示す位置に達すると、上記シフトストローク位置検出センサ１１からの信号に基づいて図示しないコントローラが一方のシフトストロークエンド即ちギヤイン位置まで作動せしめられたと判断して、第１のアクチュエータ７ａの一対のコイル７５、７６および第２のアクチュエータ７ｂの一対のコイル７５、７６への通電を遮断する。
【００３７】
ここで、上記シフトアクチュエータ７を構成する第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂの駆動力について図６を参照して説明する。
第１の第１のアクチュエータ７ａの磁石可動体７３即ち作動ロッド７２を下方に作動させる際の第１のアクチュエータ７ａの駆動力を図６の（ａ）にしめす。第２のアクチュエータ７ｂの駆動力を図６の（ｂ）に示す。逆に、第１の第１のアクチュエータ７ａの磁石可動体７３即ち作動ロッド７２を上方に作動させる際の第１のアクチュエータ７ａの駆動力を図６の（ｂ）にしめす。第２のアクチュエータ７ｂの駆動力を図６の（ａ）に示す。図６の（ａ）および図６の（ｂ）おいて、破線（Ｂ）は磁石可動体７３と固定ヨーク７４および一対のコイル７５、７６とによって構成されるリニアモータの原理による推力特性、１点鎖線（Ｃ）は上記永久磁石７３１と磁性体７８１との吸引力、１点鎖線（Ｄ）は永久磁石７３１と磁性体７８２との吸引力、実線（Ａ）は一対のコイル７５、７６に通電したときの第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂの駆動力である。即ち、実線（Ａ）で示す一対のコイル７５、７６に通電したときの第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂの駆動力は、破線（Ｂ）で示す磁石可動体７３と固定ヨーク７４および一対のコイル７５、７６とによって構成されるリニアモータの原理による推力と１点鎖線（Ｃ）および（Ｄ）で示す永久磁石７３１と磁性体７８１および７８２との吸引力とを合成したものとなる。
【００３８】
一方、図示の実施形態における第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂは、一対のコイル７５、７６の両側に一対の磁性体７８１、７８２が配設されているので、一対のコイル７５、７６への非通電時でも１点鎖線（Ｃ）および（Ｄ）で示す永久磁石７３１と磁性体７８１および７８２との吸引力が働いている。この吸引力は、永久磁石７３１および可動ヨーク７３２、７３３と磁性体７８１または７８２が接近するに従って大きくなり、シフトストロークエンドで最も大きい。例えば、第１のアクチュエータ７ａが図５の（ｄ）の状態から磁石可動体７３即ち作動ロッド７２を下方に作動させる際には、永久磁石７３１と磁性体７８１との吸引力がギヤイン位置におけるニュートラル位置側への移動、即ち変速機のギヤ抜けを阻止する力、即ち自己保持機能として働く。このとき、第２のアクチュエータ７ｂは図５の（ｃ）の状態から磁石可動体７３即ち作動ロッド７２を上方に作動し、永久磁石７３１と磁性体７８２との吸引力がギヤイン位置におけるニュートラル位置側への移動、即ち変速機のギヤ抜けを阻止する力として働く。このように、ギヤイン位置においては第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂの磁石可動体７３の永久磁石７３１および磁性体７８１、７８２が変速機のギヤ抜けを阻止する力、即ち自己保持機能として働く。一般に、変速機のシフト機構はギヤ抜けを防止するために、シフトストロークエンド即ちギヤイン位置に作動された状態を保持するためのディテント機構を備えているが、第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂはシフトストロークエンド付近での磁石可動体７３の永久磁石７３１および磁性体７８１、７８２との吸引力はディテント機能として働くことになる。
【００３９】
以上のように図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ７は、シフトレバー３７を装着したコントロールシャフト３５の下側に上下方向に作動するように互いに並列に配設された第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂと、中間部がコントロールシャフト３５に装着された作動レバー８とからなり、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２が作動レバー８の一端部と連結され、第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２が作動レバー８の他端部と連結されているので、第１のアクチュエータ７ａの作動ロッド７２および磁石可動体７３と第２のアクチュエータ７ｂの作動ロッド７２および磁石可動体７３に作用する重力影響を互いに相殺することができる。また、第１のアクチュエータ７ａおよび第２のアクチュエータ７ｂは上記のように上下方向に作動するように配設されているので、車両の加減速による加速度の影響を受けることもないとともに、作動ロッド７２、７２の摺動抵抗も極めて小さくなる。従って、図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ７によれば、第１のアクチュエータ７ａの一対のコイル７５、７６および第２のアクチュエータ７ｂの一対のコイル７５、７６に供給する電力に対して常に一定のシフト作動力を得ることができる。
【００４０】
以上、本発明をセレクトアクチュエータとともに変速操作装置を構成するシフトアクチュエータに適用した例を示したが、本発明によるシフトアクチュエータは例えば手動変速機構においてシフト方向への操作力をアシストするシフトアシスト装置に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による変速機のシフトアクチュエータは以上のように構成されているので、以下に述べる作用効果を奏する。
【００４２】
即ち、本発明によれば、変速機のシフトレバーを装着したシフトレバー支持機構をシフト方向に回動する変速機のシフトアクチュエータは、シフトレバー支持機構に中間部が連結された作動レバーと、該作動レバーの両端部にそれぞれ連結され該作動レバーを上下方向に作動する第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータとを具備し、第１のアクチュエータおよび第２のアクチュエータが作動レバーと連結する作動ロッドと、該作動ロッドの外周面に配設された磁石可動体と、該磁石可動体を包囲して配設された筒状の固定ヨークと、該固定ヨークの内側に軸方向に併設された一対のコイルとをそれぞれ具備しているので、第１のアクチュエータの作動ロッドおよび磁石可動体と第２のアクチュエータの作動ロッドおよび磁石可動体に作用する重力影響を互いに相殺することができ、また、車両の加減速による加速度の影響を受けることもないとともに、作動ロッドの摺動抵抗も極めて小さくなる。従って、本発明による変速操作装置を構成するシフトアクチュエータによれば、第１のアクチュエータの一対のコイルおよび第２のアクチュエータの一対のコイルに供給する電力に対して常に一定のシフト作動力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたシフトアクチュエータを備えた変速操作装置の一実施形態を示すもので、一部を破断して示す平面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図４】図１に示す変速操作装置を構成するセレクトアクチュエータの作動説明図。
【図５】本発明に従って構成されたシフトアクチュエータの作動説明図。
【図６】本発明に従って構成されたシフトアクチュエータの駆動力を示す説明図。
【符号の説明】
２：変速操作装置
３：ケーシング
３５：コントロールシャフト
３６１、３６２：軸受
３７：シフトレバー
４：セレクトアクチュエータ
４０：電磁ソレノイ
４１：筒状のケース
４２：電磁コイル
４３：固定鉄心
４４：可動鉄心
４５：作動ロッド
４５２：ボールジョイント
４６：カバー
５０：セレクト作動機構
５１：第１のレバー
５２：第２のレバー
５３：第３のレバー
５４：第４のレバー
６：セレクト位置規制機構
６１：第１の移動リング
６２：第２の移動リング
６３：第１の圧縮コイルばね
６４：第２の圧縮コイルばね
６５：第３の圧縮コイルばね
７：シフトアクチュエータ
７ａ：第１のアクチュエータ
７ｂ：第２のアクチュエータ
５１：ケーシング
７２：作動ロッド
７３：磁石可動体
７３１：永久磁石
７３２、７３３：可動ヨーク
７４：固定ヨーク
７５、７６：コイル
７７：ボビン
５８１、５８２：磁性体
８：作動レバー
１０：セレクト位置検出センサ
１１：シフトストローク位置検出センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift actuator for a transmission that operates a shift lever of a transmission mounted on a vehicle in a shift direction.
[0002]
[Prior art]
As a shift actuator of a transmission that operates a shift lever of a transmission in the shift direction, a fluid pressure cylinder using a fluid pressure such as air pressure or hydraulic pressure as an operation source is generally used. This shift actuator using a fluid pressure cylinder requires a pipe connected to a fluid pressure source, and an electromagnetic switching valve for switching the flow path of the working fluid. There is a problem that space is required and the weight of the entire apparatus increases.
[0003]
In recent years, an electric motor type actuator has been proposed as a shift actuator for a transmission mounted on a vehicle that does not include a compressed air source or a hydraulic pressure source. The shift actuator constituted by an electric motor does not require the use of piping or an electromagnetic switching valve connected to a fluid pressure source unlike an actuator using a fluid pressure cylinder, so that the entire apparatus can be configured to be compact and lightweight. . However, in an actuator using an electric motor, a speed reduction mechanism is required to obtain a predetermined operating force. As this reduction mechanism, a mechanism using a ball screw mechanism and a mechanism using a gear mechanism have been proposed. These actuators using the ball screw mechanism and the gear mechanism are not necessarily satisfactory in terms of the durability of the ball screw mechanism and the gear mechanism, the durability of the electric motor, and the operating speed.
[0004]
Therefore, the present applicant, as a shift actuator of a transmission having excellent durability and a high operating speed, has an operating rod engaged with an operating member connected to a shift lever of the transmission, and an outer peripheral surface of the operating rod. A transmission comprising: a magnet movable body disposed; a cylindrical fixed yoke disposed so as to surround the magnet movable body; and a pair of coils provided in the axial direction inside the fixed yoke. A shift actuator has been proposed as Japanese Patent Application No. 2001-013163.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, the actuating rod and the magnet movable body have large mass and are affected by gravity and acceleration of the vehicle, so that the actuating force changes depending on the arrangement of the shift actuator and the driving state of the vehicle. That is, since the shift actuator mounted on the vehicle is generally arranged horizontally, the operating rod and the magnet movable body are affected by acceleration and gravity in each direction when the vehicle is traveling on an inclined road or in an acceleration / deceleration state. Receive. Therefore, when the operating force decreases depending on the driving state, the shift operating force may be insufficient.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and a main technical problem thereof is to provide a shift actuator for a transmission that can eliminate the influence of gravity and acceleration and always obtain a constant shift operating force. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to solve the above technical problem, there is provided a shift actuator for a transmission that rotates a shift lever support mechanism equipped with a shift lever of the transmission in a shift direction,
An actuating lever having an intermediate portion coupled to the shift lever support mechanism, and a first actuator and a second actuator respectively coupled to both ends of the actuating lever and operating in the vertical direction;
The first actuator and the second actuator are disposed so as to surround an operating rod connected to the operating lever, a movable magnet disposed on an outer peripheral surface of the operating rod, and the movable magnet. Each having a cylindrical fixed yoke and a pair of coils axially provided inside the fixed yoke,
A shift actuator for a transmission is provided.
[0008]
The shift lever support mechanism is disposed in a substantially horizontal state, and the first actuator and the second actuator are disposed below the shift lever support mechanism. It is desirable that a magnetic material is disposed on both sides of the pair of coils. The magnetic body is disposed in a bobbin around which a pair of coils are wound.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a shift actuator for a transmission constructed according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1 is a plan view showing a part of an embodiment of a speed change operation device including a shift actuator constructed according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. It is BB sectional drawing in FIG.
The shift operation device 2 in the illustrated embodiment includes a cylindrical casing 3 that supports a shift lever support mechanism, which will be described later, and a select actuator 4 and a shift actuator 7 that are mounted on the casing 3. The casing 3 includes a select actuator mounting portion 31 on a side portion (upper side portion in FIG. 1) at one end portion (right end portion in FIGS. 1 and 2) and one end portion (right end portion in FIGS. 1 and 2). Is provided with a shift actuator mounting portion 32 on the lower side (lower side in FIG. 2). An opening 33 is formed in the lower part of the central portion of the casing 3.
[0011]
A control shaft 35 is rotatably disposed in the casing 3 configured as described above. That is, the control shaft 35 is rotatably supported at one end (right end in FIGS. 1 and 2) by a bearing 361 disposed at one end of the casing 3, and the other end (in FIGS. 1 and 2). The left end portion) is rotatably supported by a bearing 362 disposed at the other end portion of the casing 3. A shift lever 37 is attached to the control shaft 35. The shift lever 37 includes a mounting portion 371 having a hole for fitting with the control shaft 35, and a lever portion 372 formed to project from the mounting portion 371 in the radial direction. The lever portion 372 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the opening 33 formed in the lower part of the casing 3 is inserted and arranged. The mounting portion 371 of the shift lever 37 is provided with an internal spline portion 371 a formed on the inner peripheral surface of the hole to be fitted with the control shaft 35, and this internal spline portion 371 a is formed at the center portion of the control shaft 35. The external spline portion 351 is spline-fitted so as to be slidable in the axial direction. Thus, the control shaft 35 that supports the shift lever 37 so as to be slidable in the axial direction and is rotatably supported by the casing 3 can slide the shift lever 37 disposed in the casing in the axial direction. In addition, it functions as a shift lever support mechanism that is rotatably supported. The control shaft 35 that functions as a shift lever support mechanism is disposed in a substantially horizontal state in the casing 3 in the illustrated embodiment.
[0012]
As described above, the shift lever 37 slidably supported in the axial direction by the control shaft 35 serving as a shift lever support mechanism and pivotally supported has the tip portion of the lever portion 372 at the first select position SP1, the second position. Are appropriately engaged with shift blocks 301, 302, 303, and 304 that constitute a shift mechanism of a transmission (not shown) disposed at the select position SP2, the third select position SP3, and the fourth select position SP4. ing. In the illustrated embodiment, the first select position SP1 is the reverse-first-gear select position, the second select position SP2 is the second-third-gear select position, and the third select position SP3 is the fourth-speed- The fifth speed select position and the fourth select position SP4 are set to the sixth speed select position.
[0013]
Next, the select actuator 4 that operates the shift lever 37 in the select direction, which is the axial direction, will be described mainly with reference to FIG.
The select actuator 4 in the illustrated embodiment includes an electromagnetic solenoid 40 serving as a drive source and a select operating mechanism 50 that is operated by the electromagnetic solenoid 40 to operate the shift lever 37. The electromagnetic solenoid 40 includes a cylindrical case 41 attached to the select actuator mounting portion 31 by fixing means 401 such as a bolt, an electromagnetic coil 42 provided in the case 41, and an electromagnetic coil 42 provided in the electromagnetic coil 42. A fixed iron core 43, a movable iron core 44 disposed on the same axis so as to face one end surface (the upper end surface in FIG. 1) of the fixed iron core 43, and an operating rod 45 mounted on the movable iron core 44. A cover 46 attached to one end (the upper end in FIGS. 1 and 2) of the cylindrical case 41 is provided.
[0014]
The cylindrical case 41 includes an end wall 411 having a hole 412 at the center at one end (upper end in FIG. 1), and the other end (lower end in FIG. 1) is open. The electromagnetic coil 42 is wound around an annular bobbin 47 made of a non-magnetic material such as a synthetic resin and disposed along the inner periphery of the case 41. The fixed iron core 43 is formed of a magnetic material, and a flange portion 431 is provided at the other end (lower end in FIG. 1). The other end side of the case 41 (lower end side in FIG. 1) via the flange portion 431. ). The movable core 44 is made of a magnetic material and is configured to be able to contact and separate in the axial direction with respect to the fixed core 43. The operating rod 45 is formed of a nonmagnetic material such as stainless steel, and a small diameter portion 451 is provided at one end (upper end in FIG. 1). The operating rod 45 configured as described above is attached to the movable iron core 44 by inserting the small diameter portion 451 into the hole 441 formed in the central portion of the movable iron core 44 and caulking one end. The operating rod 45 having one end mounted on the movable iron core 44 in this manner is disposed so that the other end penetrates the hole 432 formed in the central portion of the fixed iron core 43 and is slidable in the axial direction. It is configured to be able to advance and retreat in a select operation mechanism accommodation chamber 313 provided on the side of the casing 3. A ball joint 452 is provided at the other end of the operating rod 45. The cover 46 is attached to one end of the case 41 with a screw 48 and covers one end of the case 41 and one end of the movable iron core 44.
[0015]
Next, the select operation mechanism 50 will be described.
The select operation mechanism 50 in the illustrated embodiment is accommodated in the select operation mechanism accommodation chamber 313, and includes a first lever 51, a second lever 52, a third lever 53, and a fourth lever 54. doing. The first lever 51 is attached to a support shaft 55 whose one end is disposed in the vertical direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1), and the other end is the other of the operating rod 45 of the electromagnetic solenoid 40. The ball joint 452 provided at the end is slidably connected. One end of the second lever 52 is mounted on the support shaft 55, and an engagement pin 56 is attached to the other end. The third lever 53 is mounted on a support shaft 57 whose one end is arranged in the vertical direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1), and a long hole 531 is formed at the other end. An engagement pin 56 attached to the other end of the second lever 52 is fitted into the hole 531. One end of the fourth lever 54 is mounted on the support shaft 57, and an operating portion 541 formed on the other end is formed on the mounting portion 371 of the shift lever 37 as shown in FIG. It is configured to fit in the mating groove 371b.
[0016]
The electromagnetic solenoid 40 and the select operation mechanism 50 constituting the select actuator 4 in the illustrated embodiment are configured as described above. When the electromagnetic coil 42 is energized, the fixed iron core 43 is magnetized, and the movable iron core 44 is moved to the fixed iron core 43. 1 is generated in the movable iron core 44, that is, the operating rod 45. The magnitude of the thrust generated in the movable iron core 44, that is, the operating rod 45 is determined by the amount of power supplied to the electromagnetic coil 42. When the movable iron core 44, that is, the operating rod 45 moves downward in FIG. 1 by energizing the electromagnetic coil 42, the first lever 51, the second lever 52, the third lever 53, and the fourth lever 54 are respectively moved. In FIG. 1, the operation is performed from the position indicated by the solid line and the broken line to the position indicated by the two-dot chain line. As a result, the shift lever 37 actuated by the actuating portion 541 of the fourth lever 54 is actuated from the first select position SP1 to the fourth select position SP4 indicated by the solid line in FIG.
[0017]
The select actuator 4 in the illustrated embodiment cooperates with the magnitude of thrust generated in the movable iron core 44, that is, the operating rod 45 corresponding to the amount of electric power supplied to the electromagnetic coil 42 of the electromagnetic solenoid 40 as shown in FIG. 2. And a select position restricting mechanism 6 for restricting the shift lever 37 to the first select position SP1, the second select position SP2, the third select position SP3, and the fourth select position SP4. The select position restricting mechanism 6 includes a first moving ring 61 and a second moving ring 61 that are slidable in the axial direction on the right side of the mounting portion 371 of the shift lever 37 in FIG. A moving ring 62 is provided. The first moving ring 61 is restricted from moving leftward in FIG. 2 by a first stopper 3 a provided on the inner peripheral surface of the casing 3. The second moving ring 62 is restricted from moving leftward in FIG. 2 by a second stopper 3b provided on the right side in FIG. 2 at a predetermined interval on the inner peripheral surface of the casing 3 from the first stopper 3a. Then, the rightward movement in FIG. 2 is restricted by the third stopper 3c provided on the inner peripheral surface of the casing 3 on the right side in FIG. 2 from the second stopper 3b. Accordingly, the second moving ring 62 is configured to be movable between the second stopper 3b and the third stopper 3c. The first moving ring 61 is formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the second stopper 3b. Therefore, the first moving ring 61 can be operated rightward in FIG. 2 beyond the second stopper 3b.
[0018]
A first compression coil spring 63 is disposed between the first moving ring 61 and the mounting portion 371 of the shift lever 37, and between the first moving ring 61 and the second moving ring 62. A second compression coil spring 64 is provided. A third compression coil spring 65 is disposed between the second moving ring 62 and the third stopper 3c. The spring force of the second compression coil spring 64 is set larger than the spring force of the first compression coil spring 63, and the spring force of the third compression coil spring 65 is the spring force of the second compression coil spring 64. It is set larger than the force. Accordingly, the first moving ring 61 is brought into contact with the first stopper 3a, and the second moving ring 62 is brought into contact with the second stopper 3b.
[0019]
The select actuator 4 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
When power is not supplied to the electromagnetic coil 42 constituting the electromagnetic solenoid 40 of the select actuator 4 (when no power is supplied), the movable iron core 44, the operating rod 45 and the select operating mechanism 50 constituting the electromagnetic solenoid 40 are shown in FIG. In the state indicated by the solid line. The first moving ring 61 and the second moving ring 62 constituting the select position regulating mechanism 6 are the spring force of the first compression coil spring 63, the second compression coil spring 64, and the third compression coil spring 65. 2 is balanced, and as a result, the shift lever 37 is positioned at the first operating position (P1). In the present embodiment, the first operating position (P1) is set to the reverse-first-gear select position as described above. Therefore, when the electromagnetic solenoid 40 fails, the select actuator 4 moves the shift lever 37. It will be positioned at the reverse-first gear select position. Therefore, when the electromagnetic solenoid 40 breaks down, the vehicle can be shifted to the first speed stage or the reverse stage where the vehicle can start, so that the vehicle can travel to a predetermined place such as a repair shop.
[0020]
When a voltage of 2 V, for example, is applied to the electromagnetic coil 42 constituting the electromagnetic solenoid 40 of the select actuator 4 from the state shown in FIGS. 1 and 2, the movable iron core 44 is attracted to the fixed iron core 43, and the movable iron core 44 and the operating rod 45 are attracted. 1 generates a downward thrust in FIG. As a result, each lever constituting the select operating mechanism 50 is operated in the direction indicated by the two-dot chain line from the state indicated by the solid line in FIG. 1, and the shift lever 37 is moved to the first compression coil as shown in FIG. It is moved rightward in the figure against the spring force of the spring 63. The shift lever 37 stops at a position where the right end surface of the mounting portion 371 contacts the first moving ring 61 and is positioned at the second operating position (P2) as shown in FIG. .
[0021]
Next, when a voltage of 4 V, for example, is applied to the electromagnetic coil 42 constituting the electromagnetic solenoid 40 of the select actuator 4, the downward thrust generated in the movable iron core 44 and the operating rod 45 increases. As a result, each lever constituting the select operating mechanism 50 is further operated in the direction indicated by the two-dot chain line in FIG. 1, and the shift lever 37 contacts the first moving ring 61 as shown in FIG. In this state, it is further moved to the right in the figure against the spring force of the first compression coil spring 63 and the second compression coil spring 64. The shift lever 37 stops at a position where the first moving ring 61 abuts on the second moving ring 62 and is positioned at the third operating position (P3) as shown in FIG. 4B. .
[0022]
Next, when a voltage of 8 V, for example, is applied to the electromagnetic coil 42 constituting the electromagnetic solenoid 40 of the select actuator 4, the downward thrust generated in the movable iron core 44 and the operating rod 45 further increases. As a result, each lever constituting the select operating mechanism 50 is operated to the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 1, and the shift lever 37 moves the first moving ring 51 to the second position as shown in FIG. In contact with the moving ring 62, the first compression coil spring 63, the second compression coil spring 64, and the third compression coil spring 65 are further moved rightward in the drawing against the spring force of the third compression coil spring 65. The shift lever 37 stops at the position where the second moving ring 62 contacts the third stopper 3c, and is positioned at the fourth operating position (P4) as shown in FIG.
[0023]
As described above, the select actuator 4 constituting the speed change operation device 2 operates the shift lever 37 that is slidable in the axial direction and rotatably supported in the casing 3 by the electromagnetic solenoid 40. This reduces the durability and eliminates the need for a speed reduction mechanism such as a ball screw mechanism or a gear mechanism as in the case of an actuator using an electric motor. it can. Further, the illustrated select actuator 4 includes a select position restricting mechanism 6 so that the shift lever 37 is positioned at a plurality of select movement positions according to the thrust generated in the operating rod 45 corresponding to the amount of power supplied to the electromagnetic coil 42. Since a plurality of select positions can be taken by a single electromagnetic solenoid, it is compact and inexpensive.
[0024]
The shift operation device 2 in the illustrated embodiment includes a select position detection sensor 10 for detecting the axial position of the shift lever 37, that is, the position in the select direction. The select position detection sensor 10 is composed of a potentiometer, and one end of a lever 102 is attached to a rotating shaft 101, and an engagement pin 103 attached to the other end of the lever 102 is attached to the shift lever 37. It engages with an engagement groove 371 c provided on the side surface of the portion 371. Therefore, when the shift lever 37 moves to the left and right in FIG. 2, the lever 102 swings about the rotation shaft 101, so that the rotation shaft 101 rotates and the axial operation position of the shift lever 37, that is, the select direction. The position can be detected.
[0025]
Further, the speed change operating device 2 in the illustrated embodiment includes a shift stroke position detection sensor 11 that detects a rotation position of the shift lever 37, that is, a shift stroke position. The shift stroke position detection sensor 11 is attached to the other end (left end in FIG. 2) of the casing 31. The shift stroke position detection sensor 11 is composed of a potentiometer, and its rotating shaft 111 is connected to the other end of the control shaft 35 that is spline-fitted with the shift lever 37. Therefore, when the control shaft 35 to which the shift lever 37 is attached rotates, the rotation position of the shift lever 37, that is, the shift stroke position can be detected.
[0026]
Next, the shift actuator 7 will be described mainly with reference to FIG.
The illustrated shift actuator 7 includes a first actuator 7a and a second actuator 7b as drive sources for rotating the control shaft 35 in the shift direction, and an operating lever that is operated by both actuators to rotate the control shaft 35. 8 is provided. The first actuator 7a and the second actuator 7a are arranged in parallel to each other so as to operate in the vertical direction below the control shaft 35, and a bolt is attached to a shift actuator mounting portion 32 provided at one end of the casing 3. It is attached by fixing means 701 such as a nut. The actuating lever 8 has a pin hole 81 formed in the middle thereof, and is provided with connecting portions 82 and 83 at both ends thereof. The actuating lever 8 formed in this way is inserted into a hole 352 formed at one end of the control shaft 35 so as to be orthogonal to the axis, and is inserted into the pin hole 353 formed in the control shaft 35 and the pin hole 81. The pin 84 is fitted into the control shaft 35 by fitting.
[0027]
Next, the first actuator 7a will be described.
The first actuator 7 a includes a casing 71, an operating rod 72 that is slidable in the vertical direction at the center of the casing 71, and a magnet movable body 73 that is provided on the outer peripheral surface of the operating rod 72. A cylindrical fixed yoke 74 surrounding the magnet movable body 73 and disposed inside the casing 71, and a pair of coils 75 and 76 provided in the axial direction inside the fixed yoke 74. doing.
[0028]
In the illustrated embodiment, the casing 71 is formed in a cylindrical shape by a nonmagnetic material such as stainless steel or aluminum alloy. The operating rod 72 is made of a non-magnetic material such as stainless steel, and a ball joint 750 is provided at the upper end thereof. The ball joint 750 is slidably connected to a connecting portion 82 provided at one end of the operating lever 8.
[0029]
The magnet movable body 73 includes an annular permanent magnet 731 mounted on the outer peripheral surface of the operating rod 72 and provided with magnetic poles on both axial end surfaces, and a pair of movable yokes 732 disposed on the axially outer side of the permanent magnet 731. 733. The permanent magnet 731 in the illustrated embodiment has its upper end surface magnetized to N pole in FIG. 3, and its lower end surface is magnetized to S pole in FIG. The pair of movable yokes 732 and 733 are formed in an annular shape from a magnetic material. The magnet movable body 73 configured as described above is positioned by snap rings 734 and 735 mounted on the operating rod 72 on both sides thereof, and movement in the axial direction is restricted.
[0030]
The fixed yoke 74 is formed in a cylindrical shape from a magnetic material, and is attached to the inner peripheral surface of the casing 71. A pair of coils 75 and 76 are disposed inside the fixed yoke 74. The pair of coils 75 and 76 are wound around a bobbin 77 formed of a nonmagnetic material such as a synthetic resin and attached along the inner periphery of the fixed yoke 74. The pair of coils 75 and 76 are connected to a power supply circuit (not shown). In the illustrated embodiment, magnetic bodies 781 and 782 are disposed in the bobbin 77 on both sides of the pair of coils 75 and 76. The magnetic bodies 781 and 782 are formed in a ring shape from a magnetic material such as iron.
[0031]
An end wall 79 is attached to the upper end portion of the casing 71. The end wall 79 is formed of a nonmagnetic material such as stainless steel, aluminum alloy, or an appropriate synthetic resin. The end wall 79 and the lower end wall 710 of the casing 71 are provided with holes 791 and 711 through which the operating rod 72 is inserted, respectively. The operating rod 72 disposed through the holes 791 and 711 is supported by the inner peripheral surfaces of the holes 791 and 711 so as to be slidable in the axial direction.
[0032]
Next, the second actuator 7b will be described.
The second actuator 7b has substantially the same configuration as the first actuator 7a. Therefore, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. A ball joint 750 is provided at the upper end of the actuating rod 72 constituting the second actuator 7b, and a connecting part 83 provided at the other end of the actuating lever 8 can slide on the ball joint 750. Connected.
[0033]
The shift actuator 7 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below with reference to FIG.
The first actuator 7a and the second actuator 7b constituting the shift actuator 7 are each a linear motor constituted by a magnet movable body 73, a fixed yoke 74, and a pair of coils 75, 76 disposed on an operating rod 72. Operates according to the principle of The operation will be described below with reference to FIG.
As shown in FIGS. 5A to 5D, the first actuator 7a and the second actuator 7b include the N pole of the permanent magnet 731, one movable yoke 732, one coil 75, and a fixed yoke. 74, the other coil 76, the other movable yoke 733, and the magnetic circuit 730 passing through the south pole of the permanent magnet 731 are formed.
[0034]
When the operating position of the operating rod 72 is at the neutral position (neutral position) shown in FIG. 5A, currents in opposite directions are passed through the pair of coils 75 and 76 in the directions shown in FIG. Then, in accordance with Fleming's left-hand rule, a thrust is generated on the movable magnet 73, that is, the operating rod 72, as indicated by an arrow in FIG. Further, in the state where the operating position of the operating rod 72 is in the neutral position (neutral position), the pair of coils 75 and 76 are respectively opposite to the direction shown in FIG. 5B (the direction opposite to FIG. 5A). When a current in the direction is applied, a thrust is generated upward as shown by an arrow in FIG. 5B in accordance with Fleming's left-hand rule.
[0035]
Therefore, a current is passed through the pair of coils 75 and 76 of the first actuator 7a in the direction shown in FIG. 5A, and the pair of coils 75 and 76 of the second actuator 7b is passed through the pair of coils 75 and 76 shown in FIG. When a current is passed in each of the directions shown, the operating rod 72 of the first actuator 7a is moved downward, and the operating rod 72 of the second actuator 7b is moved upward. As a result, in FIG. 3, the control shaft 32 is connected to the operation rod 72 of the first actuator 7a and the operation rod 72 of the second actuator 7b via the ball joints 750 and 750, respectively. Rotate in the direction. Therefore, the shift lever 37 that is spline-fitted with the control shaft 35 is shifted in the first direction. Then, the movable magnet 73 of the first actuator 7a, that is, the operating rod 72 reaches the position shown in FIG. 5C, and the operating rod 72 of the second actuator 7b reaches the position shown in FIG. Then, based on the signal from the shift stroke position detection sensor 11, it is determined that the controller (not shown) has been operated to one shift stroke end, that is, the gear-in position, and the pair of coils 75 and 76 of the first actuator 7a and the first The power supply to the pair of coils 75 and 76 is cut off.
[0036]
On the other hand, a current is passed through the pair of coils 75 and 76 of the first actuator 7a in the direction shown in FIG. 5B, and the pair of coils 75 and 76 of the second actuator 7b is passed through the pair of coils 75 and 76 in FIG. When a current is passed in each of the directions shown, the operating rod 72 of the first actuator 7a is moved upward, and the operating rod 72 of the second actuator 7b is moved downward. As a result, the control shaft 32 is counterclockwise in FIG. 3 via the operating lever 8 connected to the operating rod 72 of the first actuator 7a and the operating rod 72 of the second actuator 7b via the ball joint 750, respectively. To turn. Therefore, the shift lever 37 that is spline-fitted with the control shaft 35 is shifted in the second direction. Then, the movable magnet 73 of the first actuator 7a, that is, the operating rod 72 reaches the position shown in FIG. 5D, and the operating rod 72 of the second actuator 7b reaches the position shown in FIG. Then, based on the signal from the shift stroke position detection sensor 11, it is determined that the controller (not shown) has been operated to one shift stroke end, that is, the gear-in position, and the pair of coils 75 and 76 of the first actuator 7a and the first The energization to the pair of coils 75 and 76 of the second actuator 7b is cut off.
[0037]
Here, the driving force of the first actuator 7a and the second actuator 7b constituting the shift actuator 7 will be described with reference to FIG.
FIG. 6A shows the driving force of the first actuator 7a when the movable magnet 73 of the first first actuator 7a, that is, the operating rod 72 is operated downward. The driving force of the second actuator 7b is shown in FIG. Conversely, the driving force of the first actuator 7a when operating the magnet movable body 73 of the first first actuator 7a, that is, the operating rod 72 upward, is shown in FIG. 6B. The driving force of the second actuator 7b is shown in FIG. 6 (a) and 6 (b), the broken line (B) indicates the thrust characteristics based on the principle of a linear motor constituted by the magnet movable body 73, the fixed yoke 74, and the pair of coils 75 and 76. The dotted line (C) is the attraction force between the permanent magnet 731 and the magnetic body 781, the dashed line (D) is the attraction force between the permanent magnet 731 and the magnetic body 782, and the solid line (A) is the pair of coils 75 and 76. This is the driving force of the first actuator 7a and the second actuator 7b when energized. That is, the driving force of the first actuator 7a and the second actuator 7b when the pair of coils 75 and 76 indicated by the solid line (A) is energized is the magnet movable body 73 and the fixed yoke 74 indicated by the broken line (B). This is a combination of the thrust based on the principle of a linear motor constituted by a pair of coils 75 and 76 and the attractive force of the permanent magnet 731 and the magnetic bodies 781 and 782 indicated by the one-dot chain lines (C) and (D). .
[0038]
On the other hand, the first actuator 7a and the second actuator 7b in the illustrated embodiment are provided with a pair of magnetic bodies 781 and 782 on both sides of the pair of coils 75 and 76. Even when no current is supplied to the magnetic field, the attractive force of the permanent magnet 731 and the magnetic bodies 781 and 782 indicated by the one-dot chain lines (C) and (D) is working. This attractive force increases as the permanent magnet 731 and the movable yokes 732 and 733 approach the magnetic body 781 or 782, and is the largest at the shift stroke end. For example, when the first actuator 7a operates the movable magnet 73, that is, the operating rod 72 downward from the state shown in FIG. 5D, the attractive force between the permanent magnet 731 and the magnetic body 781 is neutral at the gear-in position. It works as a force that prevents movement to the position side, that is, gear disengagement of the transmission, that is, a self-holding function. At this time, the second actuator 7b operates the magnet movable body 73, that is, the operating rod 72 upward from the state of FIG. 5C, and the attractive force between the permanent magnet 731 and the magnetic body 782 is on the neutral position side in the gear-in position. It acts as a force to prevent the movement of the gear, i.e., the gear from the transmission. As described above, in the gear-in position, the permanent magnet 731 and the magnetic bodies 781 and 782 of the magnet movable body 73 of the first actuator 7a and the second actuator 7b serve as a force that prevents the gear from being disengaged, that is, a self-holding function. work. In general, a shift mechanism of a transmission is provided with a detent mechanism for maintaining the operated state at a shift stroke end, that is, a gear-in position, in order to prevent gear disengagement, but the first actuator 7a and the second actuator In 7b, the attractive force between the permanent magnet 731 and the magnetic bodies 781 and 782 of the magnet movable body 73 near the end of the shift stroke functions as a detent function.
[0039]
As described above, the shift actuator 7 in the illustrated embodiment has the first actuator 7a and the second actuator arranged in parallel to each other so as to operate vertically below the control shaft 35 to which the shift lever 37 is mounted. The actuator 7b comprises an actuator lever 8 having an intermediate portion mounted on the control shaft 35. The actuator rod 72 of the first actuator 7a is connected to one end of the actuator lever 8, and the actuator rod 72 of the second actuator 7b. Is connected to the other end of the actuating lever 8, so that the gravitational effect acting on the actuating rod 72 and the magnet movable body 73 of the first actuator 7a and the actuating rod 72 and the magnet movable body 73 of the second actuator 7b is reduced. Can offset each other. Further, since the first actuator 7a and the second actuator 7b are arranged so as to operate in the vertical direction as described above, they are not affected by acceleration due to acceleration / deceleration of the vehicle, and the operation rod 72 is not affected. , 72 also has a very small sliding resistance. Therefore, according to the shift actuator 7 in the illustrated embodiment, the power supplied to the pair of coils 75 and 76 of the first actuator 7a and the pair of coils 75 and 76 of the second actuator 7b is always constant. An operating force can be obtained.
[0040]
As described above, the present invention is applied to the shift actuator that constitutes the shift operation device together with the select actuator. However, the shift actuator according to the present invention is applied to, for example, a shift assist device that assists the operation force in the shift direction in the manual transmission mechanism. can do.
[0041]
【The invention's effect】
Since the shift actuator of the transmission according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0042]
That is, according to the present invention, a shift actuator of a transmission that rotates a shift lever support mechanism equipped with a shift lever of the transmission in a shift direction includes an operation lever having an intermediate portion coupled to the shift lever support mechanism, A first actuator and a second actuator, which are respectively connected to both ends of the actuating lever and actuate the actuating lever in the vertical direction; an actuating rod for connecting the actuating lever with the first actuator and the second actuator; A movable magnet disposed on the outer peripheral surface of the operating rod; a cylindrical fixed yoke disposed so as to surround the movable magnet; and a pair of axially provided inside the fixed yoke And the movable rod and the magnet movable body of the first actuator, and the movable rod and the magnet movable body of the second actuator. It can be canceled out gravity effects acting each other, with nor influenced the acceleration due to deceleration of the vehicle, very small even sliding resistance of the rod. Therefore, according to the shift actuator constituting the speed change operating device according to the present invention, a constant shift operating force is always obtained with respect to the electric power supplied to the pair of coils of the first actuator and the pair of coils of the second actuator. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a part of a speed change operation apparatus including a shift actuator constructed according to the present invention, with a part thereof broken away.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 4 is an operation explanatory view of a select actuator constituting the speed change operating device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a shift actuator configured according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a driving force of a shift actuator configured according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2: Shifting operation device
3: Casing
35: Control shaft
361, 362: Bearing
37: Shift lever
4: Select actuator
40: Electromagnetic solenoid
41: Cylindrical case
42: Electromagnetic coil
43: Fixed iron core
44: Movable iron core
45: Actuating rod
452: Ball joint
46: Cover
50: Select operation mechanism
51: First lever
52: Second lever
53: Third lever
54: Fourth lever
6: Select position restriction mechanism
61: First moving ring
62: Second moving ring
63: First compression coil spring
64: Second compression coil spring
65: Third compression coil spring
7: Shift actuator
7a: first actuator
7b: Second actuator
51: casing
72: Actuating rod
73: Magnet movable body
731: Permanent magnet
732, 733: Movable yoke
74: Fixed yoke
75, 76: Coil
77: Bobbin
581 and 582: Magnetic material
8: Actuating lever
10: Select position detection sensor
11: Shift stroke position detection sensor

Claims

A shift actuator for a transmission that rotates a shift lever support mechanism mounted with a shift lever of the transmission in a shift direction,
An actuating lever having an intermediate portion coupled to the shift lever support mechanism, and a first actuator and a second actuator respectively coupled to both ends of the actuating lever and operating in the vertical direction;
The first actuator and the second actuator are disposed so as to surround an operating rod connected to the operating lever, a movable magnet disposed on an outer peripheral surface of the operating rod, and the movable magnet. Each having a cylindrical fixed yoke and a pair of coils axially provided inside the fixed yoke,
A shift actuator for a transmission.

The shift of the transmission according to claim 1, wherein the shift lever support mechanism is disposed in a substantially horizontal state, and the first actuator and the second actuator are disposed below the shift lever support mechanism. Actuator.

The shift actuator of a transmission according to claim 1, wherein a magnetic body is disposed on both sides of the pair of coils.

The shift actuator for a transmission according to claim 3, wherein the magnetic body is disposed in a bobbin around which the pair of coils are wound.