JP4228543B2 - Shift actuator for transmission - Google Patents
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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同期装置を操作する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】
変速機の同期装置を操作する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。
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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
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】
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、電磁ソレノイドを利用して、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を構成し、さらに、そのシフトアクチュエータを、変速機の同期装置を操作するうえで好適な操作力特性が得られるとともに、電磁ソレノイドの小型化が可能なものとすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するために、
「変速機の同期装置を操作する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おいて、
該シフトレバーに連結した作動部材を互いに反対方向に作動する第1の電磁ソレノイドと第2の電磁ソレノイドとを具備し、
該第1の電磁ソレノイドおよび該第2の電磁ソレノイドは、それぞれケーシングと、該ケーシング内に配設された固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された可動鉄心と、該可動鉄心に装着され該作動部材と係合するプランジャと、該固定鉄心および該可動鉄心とケーシングとの間に配設された電磁コイルとからなり、
該固定鉄心と該可動鉄心の互いに対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方に該段状の凸部に対応する段状の凹部が形成されており、該凸部のエッジ部と該凹部のエッジ部とが最接近する位置を該同期装置の同期位置に対応するように構成した」
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。
【0006】
【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。
【0007】
図1は本発明のシフトアクチュエータが適用される変速操作装置の基本的な構成を示す断面図であり、図2は図1におけるA−A線断面図、また、図3は図1におけるB−B線断面図であって、2個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータを参考例として示すものである。
図示の変速操作装置2は、セレクトアクチュエータ3とシフトアクチュエータ5とから構成されている。セレクトアクチュエータ3は、円筒状に形成された3個のケーシング31a、31b、31cを具備している。この3個のケーシング31a、31b、31c内にはコントロールシャフト32が配設されており、該コントロールシャフト32の両端部が両側のケーシング31aおよび31cに軸受33aおよび33bを介して回転可能に支持されている。コントロールシャフト32の中間部にはスプライン321が形成されており、該スプライン321にシフトレバー34と一体的に構成された筒状のシフトスリーブ35が軸方向に摺動可能にスプライン嵌合している。このシフトレバー34およびシフトスリーブ35はステンレス鋼等の非磁性材によって構成されており、シフトレバー34は中央のケーシング31bの下部に形成された開口311bを挿通して配設されている。シフトレバー34の先端部は、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。
【0008】
上記シフトスリーブ35の外周面には、磁石可動体36が配設されている。この磁石可動体36は、シフトスリーブ35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361と、該永久磁石361の軸方向外側に配設された一対の可動ヨーク362、363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361は、図1および図2において右端面がN極に着磁され、図1および図2において左端面がS極に着磁されている。上記一対の可動ヨーク362、363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36は、一方(図1および図2において右側)の可動ヨーク362の図1および図2において右端がシフトスリーブ35に形成された段部351に位置決めされ、他方(図1および図2において左側)の可動ヨーク363の図1および図2において右端がシフトスリーブ35に装着されたスナップリング37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。磁石可動体36の外周側には、磁石可動体36を包囲して固定ヨーク39が配設されている。この固定ヨーク39は、磁性材によって筒状に形成されており、上記中央のケーシング31bの内周面に装着されている。固定ヨーク39の内側には、一対のコイル40、41が配設されている。この一対のコイル40、41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39の内周面に装着されたボビン42に捲回されている。なお、一対のコイル40、41は、図示しない電源回路に接続するようになっている。また、コイル40の軸方向長さは、上記第1のセレクト位置SP1から第4のセレクト位置SP4までのセレクト長さに略対応した長さに設定されている。上記固定ヨーク39の両側には、それぞれ端壁43、44が装着されている。この端壁43、44の内周部には、上記シフトスリーブ35の外周面に接触するシール部材45、46がそれぞれ装着されている。
【0009】
セレクトアクチュエータ3は以上のように構成されており、上記シフトスリーブ35に配設された磁石可動体36と固定ヨーク39および一対のコイル40、41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4を参照して説明する。
この変速操作装置のセレクトアクチュエータ3においては、図4の(a)および図4の(b)に示すように永久磁石361のN極、一方の可動ヨーク362、一方のコイル40、固定ヨーク39、他方のコイル41、他方の可動側ヨーク363、永久磁石361のS極を通る磁気回路360が形成される。このような状態において、一対のコイル40、41に図4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、永久磁石361即ちシフトスリーブ35には図4の(a)において矢印で示すように右方に推力が発生する。一方、一対のコイル40、41に図2の(b)で示すように図4の(a)と反対方向に電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って、永久磁石361即ちシフトスリーブ35には図2の(b)において矢印で示すように左方に推力が発生する。上記永久磁石361即ちシフトスリーブ35に発生する推力の大きさは、一対のコイル40、41に供給する電力量によって決まる。
【0010】
この変速操作装置のセレクトアクチュエータ3は、上記永久磁石361即ちシフトスリーブ35に作用する推力の大きさと協働してシフトレバー34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第1のセレクト位置規制手段47および第2のセレクト位置規制手段48を具備している。第1のセレクト位置規制手段47は、中央のケーシング31bの図1および図2において右端部に所定の間隔を置いて装着されたスナップリング471、472と、該スナップリング471と472との間に配設された圧縮コイルばね473と、該圧縮コイルばね473と一方のスナップリング471との間に配設された移動リング474と、該移動リング474が図1および図2において右方に所定量移動したとき当接して移動リング474の移動を規制するストッパ475とからなっている。
【0011】
以上のように構成された第1のセレクト位置規制手段47は、図1および図2に示す状態から上記一対のコイル40、41に例えば2.4Vの電圧で図4の(a)に示すように電流を流すと、永久磁石361即ちシフトスリーブ35が図1および図2において右方に移動し、シフトスリーブ35の図1および図2において右端が移動リング474に当接して位置規制される。この状態においては、永久磁石361即ちシフトスリーブ35に作用する推力よりコイルばね473のばね力の方が大きくなるように設定されており、このため、移動リング474に当接したシフトスリーブ35は移動リング474が一方のスナップリング471に当接した位置に停止せしめられる。このとき、シフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34は、第2のセレクト位置SP2に位置付けされる。次に、上記一対のコイル40、41に例えば4.8Vの電圧で図4の(a)に示すように電流を流すと、ヨーク36即ちシフトスリーブ35に作用する推力がコイルばね473のばね力より大きくなるように設定されており、このため、シフトスリーブ35は移動リング474と当接した後にコイルばね473のばね力に抗して図1および図2において右方に移動し、移動リング474がストッパ475に当接した位置で停止される。このとき、シフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34は、第1のセレクト位置SP1に位置付けされる。
【0012】
次に、上記第2のセレクト位置規制手段48について説明する。
第2のセレクト位置規制手段48は、中央のケーシング31bの図1および図2において左端部に所定の間隔を置いて装着されたスナップリング481、482と、該スナップリング481と482との間に配設されたコイルばね483と、該コイルばね483と一方のスナップリング481との間に配設された移動リング484と、該移動リング484が図1および図2において左方に所定量移動したとき当接して移動リング484の移動を規制するストッパ485とからなっている。
【0013】
以上のように構成された第2のセレクト位置規制手段48は、図1および図2に示す状態から上記一対のコイル40、41に例えば2.4Vの電圧で図4の(b)に示すように電流を流すと、永久磁石361即ちシフトスリーブ35が図1および図2において左方に移動し、シフトスリーブ35の図1および図2において左端が移動リング484に当接して位置規制される。この状態においては、永久磁石361即ちシフトスリーブ35に作用する推力よりコイルばね483のばね力の方が大きくなるように設定されており、このため、移動リング484に当接したシフトスリーブ35は移動リング484が一方のスナップリング481に当接した位置に停止せしめられる。このとき、シフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34は、第3のセレクト位置SP3に位置付けされる。次に、上記一対のコイル40、41に例えば4.8Vの電圧で図4の(b)に示すように電流を流すと、永久磁石361即ちシフトスリーブ35に作用する推力がコイルばね483のばね力より大きくなるように設定されており、このため、シフトスリーブ35は移動リング484と当接した後にコイルばね483のばね力に抗して図1および図2において左方に移動し、移動リング484がストッパ485に当接した位置で停止される。このとき、シフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34は、第4のセレクト位置SP4に位置付けされる。
以上のように、図示の変速操作装置においては第1のセレクト位置規制手段47および第2のセレクト位置規制手段48を設けたので、一対のコイル40、41に供給する電力量を制御することにより、位置制御することなくシフトレバー34を所定のセレクト位置に位置付けることが可能となる。
【0014】
図示の変速操作装置は、上記シフトレバー34と一体に構成されたシフトスリーブ35の位置、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8を具備している。このセレクト位置検出センサ8はポテンショメータからなり、その回動軸81にレバー82の一端部が取り付けられており、このレバー82の他端部に取り付けられた係合ピン83が上記シフトスリーブ35に設けられた係合溝352に係合している。従って、シフトスリーブ35が図2において左右に移動すると、レバー82が回動軸81を中心として揺動するため、回動軸81が回動してシフトスリーブ35の作動位置、即ちセレクト方向位置を検出することができる。このセレクト位置検出センサ8からの信号に基づいて、図示しない制御手段により上記セレクトアクチュエータ3(3a、3b)のコイル40、41(40a、40b)に印加する電圧および電流の方向を制御することによって、上記シフトレバー34を所望のセレクト位置に位置付けることができる。
【0015】
また、図示の変速操作装置2は、上記シフトレバー34と一体に構成されたシフトスリーブ35を装着したコントロールシャフト32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9を具備している。このシフトストローク位置検出センサ9はポテンショメータからなり、その回動軸91が上記コントロールシャフト32に連結されている。従って、コントロールシャフト32が回動すると回動軸91が回動してコントロールシャフト32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。
【0016】
次に、参考例として示す2個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータについて、主に図3を参照して説明する。
図3に示すシフトアクチュエータ5は、上記セレクトアクチュエータ3のケーシング31a、31b、31c内に配設されたコントロールシャフト32に装着された作動レバー50を互いに反対方向に作動せしめる第1の電磁ソレノイド6と第2の電磁ソレノイド7を具備している。なお、作動レバー50は、その基部にコントロールシャフト32と嵌合する穴501を備えており、該穴501の内周面に形成されたキー溝502とコントロールシャフト32の外周面に形成されたキー溝322にキー503を嵌合することによりコントロールシャフト32と一体的に回動するように構成されている。この作動レバー50は、コントロールシャフト32および上記シフトスリーブ35を介してシフトレバー34に連結した作動部材として機能し、図1および図2において左側のケーシング31aの下部に形成された開口311aを挿通して配設されている。
【0017】
次に、第1の電磁ソレノイド6について説明する。
第1の電磁ソレノイド6は、ケーシング61と、該ケーシング61内に配設された磁性材からなる固定鉄心62と、該固定鉄心62の中心部に形成された貫通穴621を挿通して配設されたステンレス鋼等の非磁性材からなるプランジャ63と、該プランジャ63に装着され固定鉄心62に対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心64と、該可動鉄心64および上記固定鉄心62とケーシング61との間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン65に捲回された電磁コイル66とからなっている。このように構成された第1の電磁ソレノイド6は、電磁コイル66に通電されると、可動鉄心64が固定鉄心62に吸引される。この結果、可動鉄心64を装着したプランジャ63が図3において左方に移動し、その先端が上記作動レバー50に作用して、コントロールシャフト32を中心として時計方向に回動する。これにより、コントロールシャフト32に装着されたシフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34が一方向にシフト作動せしめられる。
【0018】
次に、第2の電磁ソレノイド7について説明する。
第2の電磁ソレノイド7は、上記第1の電磁ソレノイド6と対向して配設されている。第2の電磁ソレノイド7も第1の電磁ソレノイド6と同様に、ケーシング71と、該ケーシング71内に配設された磁性材からなる固定鉄心72と、該固定鉄心72の中心部に形成された貫通穴721を挿通して配設されたステンレス鋼等の非磁性材からなるプランジャ73と、該プランジャ73に装着され固定鉄心72に対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心74と、該可動鉄心74および上記固定鉄心72とケーシング71との間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン75に捲回された電磁コイル76とからなっている。このように構成された第2の電磁ソレノイド7は、電磁コイル76に通電されると、可動鉄心74が固定鉄心72に吸引される。この結果、可動鉄心74を装着したプランジャ73が図3において右方に移動し、その先端が上記作動レバー50に作用して、コントロールシャフト32を中心として反時計方向に回動する。これにより、コントロールシャフト32に装着されたシフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34が他方向にシフト作動せしめられる。
【0019】
以上のように、2個の電磁ソレノイドを用いたシフトアクチュエータ5は、シフトレバー34に連結した作動レバー50(作動部材)を互いに反対方向に作動する第1の電磁ソレノイドと第2の電磁ソレノイドとからなり、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、かつ、作動速度が速くすることができる。
【0020】
次に、2個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータの別形態を示す第2の参考例について、図5を参照して説明する。なお、図5において上記図1乃至図3に示す参 考例における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
上記図1乃至図3に示す参考例におけるシフトアクチュエータ5はプッシュ式のアクチュエータを示したが、図5に示す第2の参考例におけるシフトアクチュエータ5aはプル式のアクチュエータとしたものである。即ち、第2の参考例におけるシフトアクチュエータ5aは、コントロールシャフト32に装着された作動レバー50を互いに反対方向に作動せしめる第1の電磁ソレノイド6aと第2の電磁ソレノイド7aを具備している。第1の電磁ソレノイド6aは、ケーシング61aと、該ケーシング61a内に配設された磁性材からなる固定鉄心62aと、該固定鉄心62aに対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心64aと、該可動鉄心64aおよび上記固定鉄心62aとケーシング61aとの間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン65aに捲回された電磁コイル66aと、該ボビン65aの内側に配設され可動鉄心64aの移動を案内する適宜の合成樹脂等からなる筒状のスライドガイド67aとを具備している。また、第2の電磁ソレノイド7aは、上記第1の電磁ソレノイド6aと対向して配設されている。第2の電磁ソレノイド7aも第1の電磁ソレノイド6aと同様に、ケーシング71aと、該ケーシング71a内に配設された磁性材からなる固定鉄心72aと、該固定鉄心72aに対して接離可能に配設された磁性材からなる可動鉄心74aと、該可動鉄心74aおよび上記固定鉄心72aとケーシング71aとの間に配設され合成樹脂等の非磁性材からなるボビン75aに捲回された電磁コイル76aと、該ボビン75aの内側に配設され可動鉄心74aの移動を案内する適宜の合成樹脂等からなる筒状のスライドガイド77aとを具備している。そして、第2の実施形態におけるシフトアクチュエータ5aは、第1の電磁ソレノイド6aの可動鉄心64aと第2の電磁ソレノイド7aの可動鉄心74aとが一本のプランジャ78aによって連結されている。このプランジャ78aの中央部には切欠溝781aが形成されており、該切欠溝781aに上記作動レバー50の先端部が係合するようになっている。
【0021】
第2の参考例におけるシフトアクチュエータ5aは以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
第2の電磁ソレノイド7aの電磁コイル76aに通電されると、可動鉄心74aが固定鉄心72aに吸引される。この結果、可動鉄心74aに連結されたプランジャ78aが図5において左方に移動し、プランジャ78aの中央部に形成された切欠溝781aに先端部が嵌合している作動レバー50を介してコントロールシャフト32が時計方向に回動せしめられる。これにより、コントロールシャフト32に装着されたシフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34が一方向にシフト作動せしめられる。また、第1の電磁ソレノイド6aの電磁コイル66aに通電されると、可動鉄心64aが固定鉄心62aに吸引される。この結果、可動鉄心64aに連結されたプランジャ78aが図5において右方に移動し、プランジャ78aの中央部に形成された切欠溝781aに先端部が嵌合している作動レバー50を介してコントロールシャフト32が反時計方向に回動せしめられる。これにより、コントロールシャフト32に装着されたシフトスリーブ35と一体に構成されたシフトレバー34が一方向にシフト作動せしめられる。
【0022】
次に、本発明によって構成されたシフトアクチュエータの第1の実施形態について、図6を参照して説明する。なお、図6において上記図1乃至図3に示す参考例における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図6に示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bも上記参考例と同様に、上記セレクトアクチュエータ3のケーシング31a、31b、31c内に配設されたコントロールシャフト32に装着された作動レバー50を作動せしめる第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bを具備している。第1の実施形態における第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bと上記第1の実施形態における第1の電磁ソレノイド6および第2の電磁ソレノイド7との相違は、それぞれ固定鉄心と可動鉄心の互いに対向する端面の形状が異なる点である。即ち、第1の実施形態における第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bの特徴は、それぞれ可動鉄心64bおよび74bと対向する固定鉄心62bおよび72bの端面中央部に段状の凸部621bおよび721bが形成され、固定鉄心62bおよび72bと対向する可動鉄心64bおよび74bの端面中央部に上記凸部621bおよび721bに対応する段状の凹部641bおよび741bが形成されている点である。そして、固定鉄心62bおよび72bの凸部621bおよび721bのエッジ部622bおよび722bと可動鉄心64bおよび74bの凹部641bおよび741bのエッジ部642bおよび742bが最接近する位置を、後述するように同期装置の同期位置に対応するように構成している。なお、図6に示す実施形態においては、固定鉄心62bおよび72bに段状の凸部621bおよび721bを形成し、可動鉄心64bおよび74bに段状の凹部641bおよび741bを形成した例を示したが、段状の凸部を可動鉄心64bおよび74bに形成し段状の凹部を固定鉄心62bおよび72bに形成してもよい。
【0023】
第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bは以上のように構成されており、第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bの作動位置に対応する図示しない変速機に装備される同期装置のシフトストローク位置との関係および第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bの作動位置における推力について、図7、図8および図10を参照して説明する。
図7は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bの作動状態を示すもので、図7の(a)は同期装置をニュートラル位置に作動した状態、図7の(b)は第1の電磁ソレノイド6bによって同期装置を同期位置に作動した状態、図7の(c)は第1の電磁ソレノイド6bによって同期装置のギヤイン位置に作動した状態、図7の(d)は第2の電磁ソレノイド7bによって同期装置の同期位置に作動した状態、図7の(e)は第2の電磁ソレノイド7bによって同期装置のギヤイン位置に作動した状態を示すものである。
図8は上記同期装置におけるクラッチスリーブのスプライン11とシンクロナイザーリングの歯12a、12bとドッグ歯13a、13bとの関係を示すもので、図8の(a)はニュートラル状態、図8の(b)は第1の電磁ソレノイド6bを作動したときの同期状態、図8の(c)は第1の電磁ソレノイド6bを作動したときのギヤイン状態、図8の(d)は第2の電磁ソレノイド7bを作動したときの同期状態、図8の(e)は第2の電磁ソレノイド7bを作動したときのギヤイン状態を示すものである。
【0024】
図10は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bのプランジャ63および73の作動位置と推力との関係を示す説明図である。図10の(a)および図10の(b)において電磁ソレノイド作動位置のP0は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(a)に示す状態のニュートラルであり、PR2は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(e)に示す状態のギヤイン位置であり、PL2は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(c)に示す状態のギヤイン位置である。図10の(a)は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(e)に示す状態のギヤイン状態(PR2)から第1の電磁ソレノイド6bを付勢して図7の(c)に示すギヤイン位置PL2まで作動する際の各作動位置における推力を示すグラフで、図10の(b)は第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(c)に示す状態のギヤイン状態(PL2)から第2の電磁ソレノイド7bを付勢して図7の(e)に示すギヤイン位置PR2まで作動する際の各作動位置における推力を示すグラフである。
【0025】
先ず、図10の(a)に基づいて第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(e)に示す状態のギヤイン状態(PR2)から第1の電磁ソレノイド6bを付勢して図7の(c)に示すギヤイン位置PL2まで作動する際の各作動位置における推力(実線で示すグラフ)について説明する。図7の(e)に示すギヤイン状態(同期装置においては図8の(e)で示すギヤイン状態)から第1の電磁ソレノイド6bの電磁コイル66に通電すると、可動鉄心64bが固定鉄心62bに吸引されてプランジャ63に推力が発生するが、ギヤイン位置PR2(ストローク開始位置)では可動鉄心64bと固定鉄心62bとの間隔が大きいため推力は小さい。そして、可動鉄心64bが固定鉄心62bに向けて移動するに従って推力が上昇し、図10の(a)においてP0で示すニュートラル位置、即ち図7の(a)に示すニュートラル状態(同期装置においては図8の(a)で示すニュートラル状態)を過ぎるころから可動鉄心64bの凹部641bのエッジ部642bと固定鉄心62bの凸部621bのエッジ部622bとが接近して、図10の(a)においてPL1で示す同期位置、即ち図7の(b)に示す同期状態(同期装置においては図8の(b)で示す同期状態)で上記両エッジ部が最接近する。図7の(b)に示す同期状態では上記両エッジ部における磁束密度が高くなるので推力が大きくなる。図10の(a)においてPL1で示す同期位置を過ぎると可動鉄心64bの凹部621bと固定鉄心62bの凸部641bとが嵌合する状態となるので、該嵌合部においては磁束が径方向に作用するため推力が低下する。そして、可動鉄心64bが固定鉄心62bに更に近づくと推力が急激に上昇し図10の(a)においてPL2で示すギヤイン位置(ストロークエンド)、即ち図7の(c)に示すギヤイン状態(同期装置においては図8の(c)で示すギヤイン状態)に達する。
【0026】
次に、図10の(b)に基づいて第1の電磁ソレノイド6bおよび第2の電磁ソレノイド7bが図7の(c)に示す状態のギヤイン状態(PL2)から第2の電磁ソレノイド7bを付勢して図7の(e)に示すギヤイン位置PR2まで作動する際の各作動位置における推力(実線で示すグラフ)について説明する。図7の(c)に示すギヤイン状態(同期装置においては図8の(c)で示すギヤイン状態)から第2の電磁ソレノイド7bの電磁コイル76に通電すると、可動鉄心74bが固定鉄心72bに吸引されてプランジャ73に推力が発生するが、ギヤイン位置PL2(ストローク開始位置)では可動鉄心74bと固定鉄心72bとの間隔が大きいため推力は小さい。そして、可動鉄心74bが固定鉄心72bに向けて移動するに従って推力が上昇し、図10の(b)においてP0で示すニュートラル位置、即ち図7の(a)に示すニュートラル状態(同期装置においては図8の(a)で示すニュートラル状態)を過ぎるころから可動鉄心74bの凹部741bのエッジ部742bと固定鉄心72bの凸部721bのエッジ部722bとが接近して、図10の(b)においてPR1で示す同期位置、即ち図7の(d)に示す同期状態(同期装置においては図8の(d)で示す同期状態)で上記両エッジ部が最接近する。図7の(d)に示す同期状態では上記両エッジ部における磁束密度が高くなるので推力が大きくなる。図10の(b)においてPR1で示す同期位置を過ぎると可動鉄心74bの凹部721bと固定鉄心72bの凸部741bとが嵌合する状態となるので、該嵌合部においては磁束が径方向に作用するため推力が低下する。そして、可動鉄心74bが固定鉄心72bに更に近づくと推力が急激に上昇し図10の(b)においてPR2で示すギヤイン位置(ストロークエンド)、即ち図7の(e)に示すギヤイン状態(同期装置においては図8の(e)で示すギヤイン状態)に達する。
【0027】
以上のように、第1の電磁ソレノイド6bと第2の電磁ソレノイド7bとからなる第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bは、推力が同期装置の同期位置(PL1、PR1)で一旦盛り上がる特性を有するので、操作力が必要な同期位置で所定の推力が得られるため、電磁ソレノイドを小型化することができる。即ち、図10の(a)および図10の(b)において破線は上記参考例におけるシフトアクチュエータ5の大きさを上記第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bと同等に構成した場合の推力特性であり、実線で示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bの推力特性と比較すると、同期位置(PL1、PR1)における推力が小さいことが判る。従って、参考例におけるシフトアクチュエータ5による同期位置(PL1、PR1)における推力を第1の実施形態のシフトアクチュエータ5bと同等にするためには、参考例におけるシフトアクチュエータ5の電磁ソレノイドを大きくしなければならず、第1の実施形態のシフトアクチュエータ5bを適用することにより電磁ソレノイドを小型化することができる。また、第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bは、ストロークエンドでは上記参考例におけるシフトアクチュエータ5に比して推力が小さいので、ストロークエンドでの衝撃を低減される。なお、図6で示す第1の実施形態においては参考例に対応するプッシュ式のアクチュエータに本発明を適用した例を示したが、第2の参考例におけるプル式のアクチュエータを本発明に適用しても同様の作用効果が得られる。
【0028】
次に、本発明によって構成されたシフトアクチュエータの第2の実施形態について、図9を参照して説明する。なお、図9において上記図6に示す第1の実施形態における各部材と同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
第2の実施形態におけるシフトアクチュエータ5cは、第1の電磁ソレノイド6cおよび第2の電磁ソレノイド7cを構成する固定鉄心62cおよび72cの端面中央部に形成された段状の凸部621cおよび721cと、固定鉄心62cおよび72cの端面中央部に形成された上記凸部621cおよび721cに対応する段状の凹部641cおよび741cの形状が、上記図6に示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bにおける段状の凸部621bおよび721aと段状の凹部641bおよび741bの形状と異なる。即ち、第1の実施形態における凸部621bおよび721bの外周面と凹部641bおよび741bの内周面は全長に渡って同一径であるが、図9に示す第2の実施形態におけるシフトアクチュエータ5cの上記凸部621cおよび721cの外周面と凹部641cおよび741cの内周面はテーパ状に形成されている。このように構成されたシフトアクチュエータ5cの推力特性は、図10の(a)および図10の(b)において1点鎖線で示すように実線で示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータ5bの推力特性と、破線で示す参考例におけるシフトアクチュエータ5の推力特性との中間の特性となる。そして、上記凸部621c、721cの外周面および凹部641c、741cの内周面のテーパ角度は小さければ実線に近づく推力特性となり、テーパ角度は大きくなれば破線に近づく推力特性となる。
【0029】
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。
【0030】
【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。
【0031】
即ち、本発明によれば、シフトレバーに連結した作動部材を互いに反対方向に作動する第1の電磁ソレノイドと第2の電磁ソレノイドとからなっているので、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、かつ、作動速度を速くすることができる。さらに、第1の電磁ソレノイドと第2の電磁ソレノイドにおける固定鉄心及び可動鉄心には、対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方にその凸部に対応する段状の凹部が形成されており、凸部のエッジ部と凹部のエッジ部とが最接近する位置を同期装置の同期位置に対応するように構成されている。そのため、同期装置を操作する電磁ソレノイドの推力が同期位置で一旦盛り上がる特性となり、同期装置の操作上好適な推力特性が得られるとともに、電磁ソレノイドの小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシフトアクチュエータが適用される変速操作装置の基本的な構成を示す断面図。
【図2】 図1におけるA−A線断面図。
【図3】 2個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータを参考例として示す、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】 2個の電磁ソレノイドを利用したシフトアクチュエータの第2の参考例を示す断面図。
【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第1の実施形態を示す断面図。
【図7】 図6に示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータの各作動状態を示す説明図。
【図8】 図6に示す第1の実施形態におけるシフトアクチュエータの各作動状態と対応する同期装置のシフトストローク位置を示す説明図。
【図9】 本発明に従って構成された変速アクチュエータの第2の実施形態を示す断面図。
【図10】 シフトアクチュエータの各作動位置と推力との関係を示す図。
【符号の説明】
2:変速操作装置
3:セレクトアクチュエータ
31a、31b、31c:ケーシング
32:コントロールシャフト
33a、33b:軸受
34:シフトレバー
35:シフトスリーブ
36:磁石可動体
361:永久磁石
362、363:可動ヨーク
39:固定ヨーク
40、41:コイル
42:ボビン
47:第1のセレクト位置規制手段
48:第2のセレクト位置規制手段
5:シフトアクチュエータ(参考例)
5a:シフトアクチュエータ(第2の参考例)
5b:シフトアクチュエータ(第1の実施形態)
5c:シフトアクチュエータ(第2の実施形態)
50:作動レバー
6、6a、6b、6c:第1の電磁ソレノイド
61、61a:ケーシング
62、62a、62b、62c:固定鉄心
63:プランジャ
64、64a、64b、64c:可動鉄心
66、66a:電磁コイル
7、7a、7b、7c:第2の電磁ソレノイド
61、71a:ケーシング
72、72a、72b、72c:固定鉄心
73:プランジャ
74、74a、74b、74c:可動鉄心
76、76a:電磁コイル
78:プランジャ
8:セレクト位置検出センサ
9:シフトストローク位置検出センサ
11:同期装置のクラッチスリーブのスプライン
12a、12b:同期装置のシンクロナイザーリング
13a、13b:同期装置のドッグ歯 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift actuator for a transmission that operates in a shift direction a shift lever that operates a synchronization device of a transmission mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a shift actuator for a transmission that operates a shift lever for operating a transmission synchronizer in the shift direction, a fluid pressure cylinder using a fluid pressure such as air pressure or hydraulic pressure as an operating 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.
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. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
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]
The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is:Using electromagnetic solenoidA shift actuator for a transmission with excellent durability and high operating speedFurther, the shift actuator has an operation force characteristic suitable for operating a transmission synchronization device, and is capable of miniaturizing an electromagnetic solenoid..
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to solve the main technical problem,
“In the shift actuator of the transmission that operates the shift lever that operates the synchronization device of the transmission in the shift direction,
A first electromagnetic solenoid and a second electromagnetic solenoid that actuate operating members connected to the shift lever in opposite directions;
The first electromagnetic solenoid and the second electromagnetic solenoid are respectively a casing, a fixed iron core disposed in the casing, a movable iron core disposed so as to be able to contact with and separate from the fixed iron core, A plunger that is mounted on the movable core and engages with the actuating member; and an electromagnetic coil disposed between the fixed core and the movable core and the casing.Become,
A stepped convex portion is formed on one of the mutually facing surfaces of the fixed iron core and the movable iron core, and a stepped concave portion corresponding to the stepped convex portion is formed on the other, the convex portion The position at which the edge portion of the recess and the edge portion of the recess are closest to each other corresponds to the synchronization position of the synchronization device. ''
A shift actuator for a transmission is provided.
[0006]
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.
[0007]
1 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a speed change operating device to which a shift actuator of the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line B, and shows a shift actuator using two electromagnetic solenoids as a reference example.
The gear shift operating device shown2 includes a
[0008]
A magnet
[0009]
The
Of this shifting operation deviceIn the
[0010]
Of this shifting operation deviceThe
[0011]
The first select position restricting means 47 configured as described above has a voltage of, for example, 2.4 V applied to the pair of
[0012]
Next, the second select position restricting means 48 will be described.
The second select position restricting means 48 is provided between the snap rings 481 and 482 mounted at a predetermined interval on the left end in FIGS. 1 and 2 of the
[0013]
As shown in FIG. 4B, the second select position restricting means 48 configured as described above has a voltage of 2.4 V, for example, applied to the pair of
As shown above,Shifting operation deviceSince the first select position restricting means 47 and the second select position restricting means 48 are provided, the amount of power supplied to the pair of
[0014]
The gear shift operating device shownIncludes a select position detecting sensor 8 for detecting the position of the
[0015]
Also shownShifting operation device 2Includes a shift stroke position detection sensor 9 for detecting the rotational position of the
[0016]
next,Shift actuator using two electromagnetic solenoids as a reference exampleWill be described mainly with reference to FIG.
[0017]
Next, the first
The first
[0018]
Next, the second
The second
[0019]
As aboveUsing two electromagnetic
[0020]
next,Second reference example showing another form of shift actuator using two electromagnetic solenoidsWill be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 5, it shows in the said FIG. 1 thru | or FIG.three ExampleThe same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIGS.Reference
[0021]
SecondReference
When the
[0022]
Next, the shift actuator constructed according to the present inventionFirstAn embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 6, it shows in the said FIG. 1 thru | or FIG.Reference exampleThe same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG.
[0023]
FIG. 7 shows the operating state of the first
8 shows the relationship between the
[0024]
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the operating positions of the
[0025]
First, based on FIG. 10A, the first
[0026]
Next, based on FIG. 10B, the first
[0027]
As described above, it consists of the first
[0028]
Next, the shift actuator constructed according to the present inventionSecondAn embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 9, it shows in the said FIG.FirstThe same members as those in the embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0029]
As described above, the present invention is applied to the shift actuator that constitutes the speed change operation device together with the select actuator. can do.
[0030]
【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.
[0031]
That is, according to the present invention, since the operating member connected to the shift lever is composed of the first electromagnetic solenoid and the second electromagnetic solenoid that operate in opposite directions, durability is improved because there is no rotating mechanism. At the same time, a speed reduction mechanism consisting of a ball screw mechanism and a gear mechanism is not required like an actuator using an electric motor.It is possibleIn addition, the operating speed can be increased.Furthermore, the fixed iron core and the movable iron core in the first electromagnetic solenoid and the second electromagnetic solenoid are each provided with a stepped protrusion on one of the opposing surfaces, and the other has a stepped protrusion corresponding to the protrusion. A concave portion is formed, and the position at which the edge portion of the convex portion and the edge portion of the concave portion are closest to each other corresponds to the synchronization position of the synchronization device. Therefore, the thrust of the electromagnetic solenoid that operates the synchronizer becomes a characteristic that rises once at the synchronous position, and a thrust characteristic suitable for operation of the synchronizer can be obtained, and the electromagnetic solenoid can be downsized..
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Sectional drawing which shows the basic composition of the speed change operation apparatus with which the shift actuator of this invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[Fig. 3]A shift actuator using two electromagnetic solenoids is shown as a reference example.BB sectional drawing in FIG.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of a select actuator constituting the speed change operation device shown in FIG. 1;
[Figure 5]A second reference example of a shift actuator using two electromagnetic solenoids is shown.Sectional drawing.
FIG. 6 shows a shift actuator constructed in accordance with the present invention.FirstSectional drawing which shows embodiment.
FIG. 7 shows in FIG.FirstExplanatory drawing which shows each operation state of the shift actuator in embodiment.
FIG. 8 shows in FIG.FirstExplanatory drawing which shows the shift stroke position of the synchronizer corresponding to each operation state of the shift actuator in embodiment.
FIG. 9 illustrates a variable speed actuator constructed in accordance with the present invention.SecondSectional drawing which shows embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between each operation position of a shift actuator and thrust.
[Explanation of symbols]
2: Shifting operation device
3: Select actuator
31a, 31b, 31c: casing
32: Control shaft
33a, 33b: Bearing
34: Shift lever
35: Shift sleeve
36: Magnet movable body
361: Permanent magnet
362, 363: movable yoke
39: Fixed yoke
40, 41: Coil
42: Bobbin
47: First select position restricting means
48: Second select position restricting means
5: Shift actuator (Reference example)
5a: Shift actuator (secondReference example)
5b: Shift actuator (FirstEmbodiment)
5c: Shift actuator (SecondEmbodiment)
50: Actuating lever
6, 6a, 6b, 6c: First electromagnetic solenoid
61, 61a: casing
62, 62a, 62b, 62c: Fixed iron core
63: Plunger
64, 64a, 64b, 64c: movable iron core
66, 66a: Electromagnetic coil
7, 7a, 7b, 7c: second electromagnetic solenoid
61, 71a: casing
72, 72a, 72b, 72c: Fixed iron core
73: Plunger
74, 74a, 74b, 74c: movable iron core
76, 76a: Electromagnetic coil
78: Plunger
8: Select position detection sensor
9: Shift stroke position detection sensor
11: Spline of clutch sleeve of synchronizer
12a, 12b: Synchronizer ring of the synchronizer
13a, 13b:Synchronous dog teeth
Claims (1)
該シフトレバーに連結した作動部材を互いに反対方向に作動する第1の電磁ソレノイドと第2の電磁ソレノイドとを具備し、
該第1の電磁ソレノイドおよび該第2の電磁ソレノイドは、それぞれケーシングと、該ケーシング内に配設された固定鉄心と、該固定鉄心に対して接離可能に配設された可動鉄心と、該可動鉄心に装着され該作動部材と係合するプランジャと、該固定鉄心および該可動鉄心とケーシングとの間に配設された電磁コイルとからなり、
該固定鉄心と該可動鉄心の互いに対向する面のいずれか一方に段状の凸部が形成され、他方に該段状の凸部に対応する段状の凹部が形成されており、該凸部のエッジ部と該凹部のエッジ部とが最接近する位置を該同期装置の同期位置に対応するように構成したことを特徴とする変速機のシフトアクチュエータ。In a shift actuator of a transmission that operates a shift lever that operates a transmission synchronizer in a shift direction,
A first electromagnetic solenoid and a second electromagnetic solenoid that actuate operating members connected to the shift lever in opposite directions;
The first electromagnetic solenoid and the second electromagnetic solenoid are respectively a casing, a fixed iron core disposed in the casing, a movable iron core disposed so as to be able to contact with and separate from the fixed iron core, consists of a plunger that engages with said actuating member is mounted on the movable core, an electromagnetic coil disposed between the fixed iron core and the movable iron core and the casing,
A stepped convex portion is formed on one of the mutually facing surfaces of the fixed iron core and the movable iron core, and a stepped concave portion corresponding to the stepped convex portion is formed on the other, the convex portion A shift actuator for a transmission, wherein a position at which the edge portion of the recess and the edge portion of the recess are closest to each other corresponds to a synchronization position of the synchronization device .
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