JP4279534B2 - 電磁ソレノイドおよびこれを用いた変速機のシフトアクチュエータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁ソレノイドおよび車両に搭載された変速機の変速機構を操作するシフトレバーをシフト方向に作動するための電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機の変速機構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。
【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、作動速度を速くすることができるアクチュエータとして、電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを提案した。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１３６０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
而して、変速機のシフトアクチュエータにおいては変速機構のニュートラル位置（中立位置）で停止することが要求されるが、電磁ソレノイドはその構造上、電磁コイルを励磁した位置と非励磁の位置に作動し、中間位置に停止することが極めて難しい。電磁ソレノイドを中間位置に停止するためには、位置検出手段やフィードバック制御を含めた複雑な制御装置が必要である。従って、電磁ソレノイドにおいて位置検出手段や複雑な制御装置を用いずに中間位置に停止することができれば、種々の装置への応用が可能となる。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、第１の技術的課題は、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく中間位置に停止することができる電磁ソレノイドを提供することにある。また、本発明の第２の技術的課題は、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構のニュートラル位置（中立位置）で停止することができる電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記第１の技術的課題を解決するために、
「作動ロッドを移動範囲の両端位置および中間位置に位置決めする電磁ソレノイドであって、
筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
該第２の電磁コイルに通電したときは、該第２の可動ヨークが吸引されて該規制手段の位置で停止し、かつ、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークに吸引されて該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされる」ことを特徴とする電磁ソレノイドが提供される。
【０００９】
上記ボディーヨークの軸方向中央部には、非磁性材からなる磁気遮断リングが配設されていることが望ましい。また、上記規制手段は、上記センターヨークの内周面に径方向内方に突出して形成されたストッパー部からなっている。
【００１０】
また、本発明によれば、上記第２の技術的課題を解決するために、
「変速機の変速機構を操作する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する変速機のシフトアクチュエータであって、
該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれは、筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
シフトレバーに連結した該作動部材は作動ロッドと連結され、該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
変速機の変速機構のニュートラル状態では、該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれにおいて、該第２の可動ヨークが該規制手段の位置で停止するとともに、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされる」
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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された電磁ソレノイドおよび電磁ソレノイドを用い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。
図１には本発明に従って構成された電磁ソレノイドの一実施形態の断面図が示されている。図１に示す電磁ソレノイド２は筒状のボディーヨーク２１を具備している。このボディーヨーク２１は磁性材によって円筒状に形成されており、その一端（図１において左端）外周には取付けフランジ２１１が設けられている。ボディーヨーク２１には、その一端側にフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２が配設され、その他端（図１において右端）側にバックヨーク２２３が配設されているとともに、その軸方向中央部にセンターヨーク２２４が配設されている。
【００１２】
上記フロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２は磁性材によって一体に形成され、固定ヨーク２２２がフロントヨーク２２１の中心部に図において右側面から突出して形成されている。このフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２には、その中心部に軸方向に貫通する挿通穴２２２ａが形成されている。このように構成されたフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２は、固定ヨーク２２２がボディーヨーク２１の一端側から挿入され、フロントヨーク２２１がボディーヨーク２１の一端部に装着される。上記バックヨーク２２３は、磁性材によって環状に形成されされており、ボディーヨーク２１の他端（図１において右端）部に装着されている。上記センターヨーク２２４は、磁性材によって環状に形成されされており、ボディーヨーク２１の内周面に沿って嵌入される。このセンターヨーク２２４は、外周部の図１において右面がボディーヨーク２１の軸方向中央部の内周面に形成された段部２１２に当接して位置決めされる。なお、センターヨーク２２４は、内周面の図１において右端部に径方向内方に突出して形成された環状のストッパー部２２４ａを備えている。
【００１３】
図示の実施形態における電磁ソレノイド２は、ボディーヨーク２１の内周面に沿って配設された環状の第１の電磁コイル２３１および第２の電磁コイル２３２を備えている。第１の電磁コイル２３１は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状にボビン２４１に捲回されており、センターヨーク２２４とフロントヨーク２２１との間に配置され固定ヨーク２２２を包囲して配設されている。第２の電磁コイル２３２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン２４２に捲回されており、センターヨーク２２４とバックヨーク２２３との間に配設されている。なお、第２の電磁コイル２３２を捲回するボビン２４２の内径は第１の電磁コイル２３１を捲回するボビン２４１の内径より小さく構成されており、図示の実施形態においては上記センターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａの内径と同一寸法に形成されている。
【００１４】
図示の実施形態における電磁ソレノイド２は、上記フロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２に設けられた挿通穴２２２ａを挿通して軸方向に移動可能に配設された作動ロッド２５を具備している。この作動ロッド２５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、その図１図において左端部がボディーヨーク２１に装着されたフロントヨーク２２１より図１において左方に突出して配設されている。作動ロッド２５には、第１の可動ヨーク２６１および第２の可動ヨーク２６２が配設されている。第１の可動ヨーク２６１は、磁性材によって形成され中心部に嵌合穴２６１ａを備えており、この嵌合穴２６１ａを作動ロッド２５のバックヨーク２２３側端部（図１において右端部）に形成された小径部２５１に嵌合し、適宜の固着手段によって作動ロッド２５に固定されている。第２の可動ヨーク２６２は、磁性材によって形成され中心部に挿通穴２６２ａを備えている。この第２の可動ヨーク２６２は、第１の可動ヨーク２６１と固定ヨーク２２２との間に配設され、挿通穴２６２ａを作動ロッド２５の中間部に軸方向に摺動可能に嵌挿されている。なお、第２の可動ヨーク２６２は、その外周部の図１において右端面がセンターヨーク２２４に形成されたストッパー部２２４ａと当接するように構成されている。このストッパー部２２４ａは、第２の可動ヨーク２６２が第１の可動ヨーク２６１の移動範囲の中間位置で当接する位置に設けられている。従って、ストッパー部２２４ａは、第２の可動ヨーク２６２を第１の可動ヨーク２６１の移動範囲の中間位置においてバックヨーク２２３側への移動を規制する規制手段として機能する。なお、この規制手段としては、センターヨーク２２４にストッパー部２２４ａを設けずに、第２の可動ヨーク２６２を第２の電磁コイル２３２を捲回するボビン２４２に当接するように構成し、ボビン２４２にストッパー機能を持たせてもよい。
なお、図１において２７は、電磁ソレノイドの防水および防塵等の目的で上記第１の可動ヨーク２６１を覆うカバー部材で、バックヨーク２２３にビス２８によって取り付けられている。
【００１５】
図１に示す実施形態における電磁ソレノイド２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２を参照して説明する。
図１に示す戻り位置の状態で第２の電磁コイル２３２に通電すると、第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、図２の（ａ）において矢印２３２ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。この結果、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２はセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図２の（ａ）において右方への移動が規制されているため、第１の可動ヨーク２６１が図２の（ａ）において左方に移動する。そして、第１の可動ヨーク２６１は、図２の（ａ）に示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図２の（ａ）に示す中間作動位置に位置付けられる。なお、第２の電磁コイル２３２への通電時には、図２の（ａ）において矢印２３２ａで示すように第２の電磁コイル２３２の周りに磁気回路（磁束）が形成されるとともに矢印２３２ｂで示す寄生磁束が発生するが、矢印２３２ｂで示す寄生磁束は矢印２３２ａで示す磁束に比して小さいためその影響は極めて小さい。
【００１６】
次に、図２の（ａ）の状態から第１の電磁コイル２３１に通電すると、第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、図２の（ｂ）において矢印２３１ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。なお、第１の電磁コイル２３１への通電時には、図２の（ｂ）において矢印２３１ｂで示す寄生磁束も発生する。この結果、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は、図２の（ｂ）に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、作動範囲の図２の（ｂ）に示すフルストローク位置に位置付けられる。なお、図２の（ｂ）に示すようにフルストローク位置に作動する場合には、第１の電磁コイル２３１とともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態保持させるようにしている。この場合であっても、１００％通電する必要はなく、密着状態を保持できうる程度の通電量でよい。
【００１７】
次に、本発明に従って構成された電磁ソレノイドの他の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、図３に示す実施形態においては、上記図１および図２に示す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説明は省略する。
図３に示す実施形態における電磁ソレノイド２は、上記図１および図２に示す実施形態において第２の電磁コイル２３２への通電時に生ずる寄生磁束（図２の（ａ）において矢印２３２ｂで示す）の発生を防止するために、ボディーヨーク２１の軸方向中央部即ちセンターヨーク２２４と対向する位置にステンレス鋼等の非磁性体からなる磁気遮断リング２０を配設したものである。このように構成することにとり、第２の電磁コイル２３２への通電時は図３において矢印２３２ａで示すように磁気回路（磁束）が形成され、第１の電磁コイル２３１への通電時は図３において矢印２３１ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。
【００１８】
次に、本発明に従って構成された電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータについて、図４乃至図９を参照して説明する。
図４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部を破断して示す平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図、図６は図４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１は、後述するシフトレバー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４および図５において右端部）における側部（図４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４および図５において右端部）における下側部（図５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。
【００１９】
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４および図５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４および図５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５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３１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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４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、 筒状のボディーヨーク４１と、該ボディーヨーク４１の一端部（図４において下端部）に装着されたフロントヨーク４２と、該フロントヨーク４２と一体に形成された固定ヨーク４３と、ボディーヨーク４１の他端部（図４において上端部）に設けられたバックヨーク４４と、ボディーヨーク４１の内周面に沿って配設された環状の電磁コイル４５と、フロントヨーク４２および固定ヨーク４３の中心部を軸方向に貫通して摺動可能に配設された作動ロッド４６と、該作動ロッド４６の図において上端部に装着された可動ヨーク４７と、上記バックヨーク４４に取り付けられたカバー部材４８を具備している。
【００２２】
上記筒状ボディーヨークの４１は磁性材によって形成され、一端（図４において上端）取付けフランジ４１１を備えており、該取付けフランジ４１１が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ている。上記フロントヨーク４２および固定ヨーク４３は磁性材によって一体に形成され、固定ヨーク４３がフロントヨーク４２の中心部に図において上側面から突出して形成されている。このフロントヨーク４２および固定ヨーク４３には、その中心部に軸方向に貫通する挿通穴４３１が形成されている。このように構成されたフロントヨーク４２および固定ヨーク４３は、固定ヨーク４３がボディーヨーク４１の一端側から挿入され、フロントヨーク４２がボディーヨーク４１の一端部に装着される。上記バックヨーク４４は、ボディーヨーク４１の他端（図４において上端）部に一体に環状に形成されている。
【００２３】
上記電磁コイル４５は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン４５０に捲回されボディーヨーク４１の内周に沿って配設されている。作動ロッド４６は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、フロントヨーク４２および固定ヨーク４３に形成された挿通穴４３１に軸方向に摺動可能に嵌挿されている。この作動ロッド４６の一端部（図４図において下端部）がボディーヨーク４１に装着されたフロントヨーク４２より下方に突出して配設されており、ケーシング３１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４６の一端部にはボールジョイント４６２が設けられている。
【００２４】
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４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４６の他端部に設けられたボールジョイント４６２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４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６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。
【００２５】
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４５に通電すると固定ヨーク４４が磁化され、可動ヨーク４７は固定ヨーク４３に吸引されて可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６には図４において下方への推力が発生する。この可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６に発生する推力の大きさは、電磁コイル４５に供給する電力量によって決まる。電磁コイル４５に通電することによって可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６が図４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５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。
【００２６】
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５に示すように上記電磁ソレノイド４０の電磁コイル４５に供給する電力量に対応して可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６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５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５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５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５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５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５において右方へ作動することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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４５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を構成する可動ヨーク４７と作動ロッド４６およびセレクト作動機構５０は図４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５に示す状態に位置付けら、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。
【００２９】
図４および図５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４５に例えば２Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７は固定ヨーク４３に吸引され、可動ヨーク４７および作動ロッド４６には図４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４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７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７の（ａ）に示すように第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００３０】
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４５に例えば４Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７および作動ロッド４６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７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７の（ｂ）に示すように第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００３１】
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４５に例えば８Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７および作動ロッド４６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７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７の（ｃ）に示すように第４の作動位置（Ｐ４）に位置付けられる。
【００３２】
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。
【００３３】
次に、シフトアクチュエータ７について、主に図６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に装着された作動レバー９０をシフト方向に作動せしめる。なお、作動レバー９０は、その中間部にピン孔９１が形成されており、その両端部にそれぞれ連結部９２、９３を備えている。このように形成された作動レバー９０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９１にピン９４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。この作動レバー９０は、コントロールシャフト３５を介してシフトレバー３７に連結した作動部材として機能する。
【００３４】
図示のシフトアクチュエータ７は、上記作動レバー９０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２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂを具備している。なお、第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂは、上記図１に示す電磁ソレノイド２と実質的に同一の構成であり、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１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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２０１によって取り付けられている。
【００３５】
第１の電磁ソレノイド２ａを構成する作動ロッド２５の一端部（図６において上端部）にはボールジョイント２５０が設けられている。このボールジョイント２５０に上記作動レバー９０の一端部（図６において右端部）に設けられた連結部９２を摺動可能に連結する。また、第２の電磁ソレノイド２ｂを構成する作動ロッド２５の一端部（図６において上端部）にもボールジョイント２５０が設けられている。このボールジョイント２５０に上記作動レバー９０の他端部（図６において左端部）に設けられた連結部９３を摺動可能に連結する。
【００３６】
図示の実施形態における変速操作装置１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。
【００３７】
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が回動するとコントロールシャフト３５が回動してシフトレバー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。なお、シフトストローク位置検出センサ１１は、図示のシフトアクチュエータ７の作動制御においては必ずしも必要ではなく、ニュートラル位置やシフト完了状態を確認するために装着されている。従って、シフトストローク位置検出センサ１１に代えてニュートラル位置およびシフト完了を検出するポジションスイッチでもよい。
【００３８】
以上のように図示の実施形態における変速操作装置１は、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とシフトアクチュエータ７を構成する第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂがセレクトアクチュエータ３を構成するケーシングの一端側に配設され、シフトレバー３７即ちコントロールシャフト３５の回動量を検出するシフトストローク位置検出センサ１１がケーシングの他端側に配設されているので、シフトストローク位置検出センサ１１が上記各電磁ソレノイドに発生する磁界の影響を受けることはない。また、図示の実施形態においては、セレクト位置検出センサ１０もケーシングの中央部に配設されているので、ケーシングの一端側に配設された上記各電磁ソレノイドに発生する磁界の影響を受けることはない。
【００３９】
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、以下その作用について説明する。
図６に示す状態は変速機構がニュートラル状態にありシフトレバー３７が中立位置にある。この状態においては、第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂとも第１の可動ヨーク２６１が第２の可動ヨーク２６２に当接した位置にある。図６に示す状態から第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１に通電すると、第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は図８に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図８に示すように上方に移動し、作動ロッド２５と連結部９２が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として図８において反時計方向に回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が回動するので、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。即ち、一方の変速歯車にギヤインした状態となる。なお、中立位置から図８に示すように第１の方向にシフト作動する場合には、第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１に通電するとともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態を保持させるようにしている。
【００４０】
一方、図６に示す状態から第２の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１に通電すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は図９に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図９に示すように上方に移動し、作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として図９において時計方向に回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が回動するので、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。即ち、他方の変速歯車にギヤインした状態となる。なお、中立位置から図９に示すように第１の方向にシフト作動する場合には、第１の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１に通電するとともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態を保持させるようにしている。
【００４１】
次に、図８に示す第１の方向にシフト作動した状態からニュートラル状態即ちシフトレバー３７を中立位置にする場合は、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電する。この結果、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２がセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図８において下方への移動が規制されていることから、第１の可動ヨーク２６１が上方に移動し図６で示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図６に示すように上方に中間位置まで移動し、該作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として時計方向に中立位置まで回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が中立位置まで回動するので、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合され第１のシフト位置に位置付けられていたシフトレバー３７を中立位置まで作動する。この結果、一方の変速歯車にギヤインした状態からギヤ抜きしたニュートラル状態となる。また、このとき、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を同時に通電すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力と第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力とが相互に働くことになり、寄生磁束の影響がキャンセルされ、より精度高く、中立位置での停止が可能になる。詳述すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力により作動ロッドは中間位置に位置付けられるが、このときに図２（ａ）に示すような２３２ｂという寄生磁束も同時に発生し、この寄生磁束による作動力で図８においてはより上方に作動ロッドが移動してしまうことがある。このような作動ロッドの中間位置から上方への移動によって第１の電磁ソレノイド２ａの第２の可動ヨーク２６２と第１の可動ヨーク２６１間に隙間が発生するが、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を同時に通電することにより、この隙間をなくすように第２の可動ヨーク２６２と第１の可動ヨーク２６１間に吸引作動力が働くため、寄生磁束による影響がこの吸引作動力によって消滅し、より精度高く、中立位置での停止が可能になる。
【００４２】
一方、図９に示す第２の方向にシフト作動した状態からニュートラル状態即ちシフトレバー３７を中立位置にする場合は、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２に通電する。この結果、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２がセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図９において下方への移動が規制されていることから、第１の可動ヨーク２６１が上方に移動し図６で示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図６に示すように上方に中間位置まで移動し、該作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として反時計方向に中立位置まで回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が中立位置まで回動するので、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合され第１のシフト位置に位置付けられていたシフトレバー３７を中立位置まで作動する。この結果、他方の変速歯車にギヤインした状態からギヤ抜きしたニュートラル状態となる。また、このとき、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２を同時に通電すると、該１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を通電したことによる作動力と第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２を通電したことによる作動力とが相互に働くことにより、寄生磁束の影響がキャンセルされ、より精度高く、中立位置での停止が可能となる。
【００４３】
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においては、シフトアクチュエータ７を構成する第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構の中立位置で停止することができる。また、図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ７においては、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の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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９０とからなり、第１の電磁ソレノイド２ａの作動ロッド２５が作動レバー９０の一端部と連結され、第２の電磁ソレノイド２ｂの作動ロッド２５が作動レバー９０の他端部と連結されているので、第１の電磁ソレノイド２ａの作動ロッド２５および第１の可動ヨーク２６１と第２の電磁ソレノイド２ｂの作動ロッド２５および第１の可動ヨーク２６１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の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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、第１の可動ヨーク２６１および第１の可動ヨーク２６２の摺動抵抗も極めて小さくなる。
【００４４】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、例えば実施形態においては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。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による電磁ソレノイドは以上のように構成されているので、第２の電磁コイルに通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく作動ロッドを中間位置に停止することができる。この位置では、第１の可動ヨークと第２の可動ヨークとの間に磁気的な吸引力が作用するため、作動ロッドに外乱による予期しない力が働いたとしても、その力に対抗して作動ロッドを中間位置に保持することが可能である。そして、第１の電磁コイルおよび第２の電磁コイルに通電することにより、作動ロッドをフルストローク位置まで作動することができる。
また、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、第１の電磁ソレノイドまたは第２の電磁ソレノイドの第２の電磁コイルに通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構をニュートラル位置（中立位置）に停止することができる。そして、第１の電磁コイルまたは第１の電磁コイルおよび第２の電磁コイルに通電することにより、変速機構をシフト位置まで作動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された電磁ソレノイドの一実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示す電磁ソレノイドの作動状態を示す説明図。
【図３】本発明に従って構成された電磁ソレノイドの他の実施形態を示す断面図。
【図４】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、一部を破談仕手示す平面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図４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８】図４に示す変速操作装置を構成するシフトアクチュエータの作動説明図。
【図９】図４に示す変速操作装置を構成するシフトアクチュエータの作動説明図。
【符号の説明】
１：変速操作装置
３：ケーシング
２：電磁ソレノイド
２ａ：第１の電磁ソレノイド
２ｂ：第２の電磁ソレノイド
２１：筒状のボディーヨーク
２２１：フロントヨーク
２２２：固定ヨーク
２２３：バックヨーク
２２４：センターヨーク
２３１：第１の電磁コイル
２３２：第２の電磁コイル
２５：作動ロッド
２６１：第１の可動ヨーク
２６２：第２の可動ヨーク
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：電磁ソレノイド
４１：ボディーヨーク４１
４２：フロントヨーク
４３：固定ヨーク
４４：バックヨーク
４５：電磁コイル
４６：作動ロッド
４７：可動ヨーク
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
５３：第１の圧縮コイルばね
５４：第２の圧縮コイルばね
５５：第３の圧縮コイルばね
７：シフトアクチュエータ
９０：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
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁ソレノイドおよび車両に搭載された変速機の変速機構を操作するシフトレバーをシフト方向に作動するための電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機の変速機構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。
【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、作動速度を速くすることができるアクチュエータとして、電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを提案した。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１３６０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
而して、変速機のシフトアクチュエータにおいては変速機構のニュートラル位置（中立位置）で停止することが要求されるが、電磁ソレノイドはその構造上、電磁コイルを励磁した位置と非励磁の位置に作動し、中間位置に停止することが極めて難しい。電磁ソレノイドを中間位置に停止するためには、位置検出手段やフィードバック制御を含めた複雑な制御装置が必要である。従って、電磁ソレノイドにおいて位置検出手段や複雑な制御装置を用いずに中間位置に停止することができれば、種々の装置への応用が可能となる。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、第１の技術的課題は、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく中間位置に停止することができる電磁ソレノイドを提供することにある。また、本発明の第２の技術的課題は、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構のニュートラル位置（中立位置）で停止することができる電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記第１の技術的課題を解決するために、
「作動ロッドを移動範囲の両端位置および中間位置に位置決めする電磁ソレノイドであって、
筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
該第２の電磁コイルに通電したときは、該第２の可動ヨークが吸引されて該規制手段の位置で停止し、かつ、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークに吸引されて該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされる」ことを特徴とする電磁ソレノイドが提供される。
【０００９】
上記ボディーヨークの軸方向中央部には、非磁性材からなる磁気遮断リングが配設されていることが望ましい。また、上記規制手段は、上記センターヨークの内周面に径方向内方に突出して形成されたストッパー部からなっている。
【００１０】
また、本発明によれば、上記第２の技術的課題を解決するために、
「変速機の変速機構を操作する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する変速機のシフトアクチュエータであって、
該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれは、筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
シフトレバーに連結した該作動部材は作動ロッドと連結され、該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
変速機の変速機構のニュートラル状態では、該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれにおいて、該第２の可動ヨークが該規制手段の位置で停止するとともに、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされる」
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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された電磁ソレノイドおよび電磁ソレノイドを用い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。
図１には本発明に従って構成された電磁ソレノイドの一実施形態の断面図が示されている。図１に示す電磁ソレノイド２は筒状のボディーヨーク２１を具備している。このボディーヨーク２１は磁性材によって円筒状に形成されており、その一端（図１において左端）外周には取付けフランジ２１１が設けられている。ボディーヨーク２１には、その一端側にフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２が配設され、その他端（図１において右端）側にバックヨーク２２３が配設されているとともに、その軸方向中央部にセンターヨーク２２４が配設されている。
【００１２】
上記フロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２は磁性材によって一体に形成され、固定ヨーク２２２がフロントヨーク２２１の中心部に図において右側面から突出して形成されている。このフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２には、その中心部に軸方向に貫通する挿通穴２２２ａが形成されている。このように構成されたフロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２は、固定ヨーク２２２がボディーヨーク２１の一端側から挿入され、フロントヨーク２２１がボディーヨーク２１の一端部に装着される。上記バックヨーク２２３は、磁性材によって環状に形成されされており、ボディーヨーク２１の他端（図１において右端）部に装着されている。上記センターヨーク２２４は、磁性材によって環状に形成されされており、ボディーヨーク２１の内周面に沿って嵌入される。このセンターヨーク２２４は、外周部の図１において右面がボディーヨーク２１の軸方向中央部の内周面に形成された段部２１２に当接して位置決めされる。なお、センターヨーク２２４は、内周面の図１において右端部に径方向内方に突出して形成された環状のストッパー部２２４ａを備えている。
【００１３】
図示の実施形態における電磁ソレノイド２は、ボディーヨーク２１の内周面に沿って配設された環状の第１の電磁コイル２３１および第２の電磁コイル２３２を備えている。第１の電磁コイル２３１は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状にボビン２４１に捲回されており、センターヨーク２２４とフロントヨーク２２１との間に配置され固定ヨーク２２２を包囲して配設されている。第２の電磁コイル２３２は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン２４２に捲回されており、センターヨーク２２４とバックヨーク２２３との間に配設されている。なお、第２の電磁コイル２３２を捲回するボビン２４２の内径は第１の電磁コイル２３１を捲回するボビン２４１の内径より小さく構成されており、図示の実施形態においては上記センターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａの内径と同一寸法に形成されている。
【００１４】
図示の実施形態における電磁ソレノイド２は、上記フロントヨーク２２１および固定ヨーク２２２に設けられた挿通穴２２２ａを挿通して軸方向に移動可能に配設された作動ロッド２５を具備している。この作動ロッド２５は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、その図１図において左端部がボディーヨーク２１に装着されたフロントヨーク２２１より図１において左方に突出して配設されている。作動ロッド２５には、第１の可動ヨーク２６１および第２の可動ヨーク２６２が配設されている。第１の可動ヨーク２６１は、磁性材によって形成され中心部に嵌合穴２６１ａを備えており、この嵌合穴２６１ａを作動ロッド２５のバックヨーク２２３側端部（図１において右端部）に形成された小径部２５１に嵌合し、適宜の固着手段によって作動ロッド２５に固定されている。第２の可動ヨーク２６２は、磁性材によって形成され中心部に挿通穴２６２ａを備えている。この第２の可動ヨーク２６２は、第１の可動ヨーク２６１と固定ヨーク２２２との間に配設され、挿通穴２６２ａを作動ロッド２５の中間部に軸方向に摺動可能に嵌挿されている。なお、第２の可動ヨーク２６２は、その外周部の図１において右端面がセンターヨーク２２４に形成されたストッパー部２２４ａと当接するように構成されている。このストッパー部２２４ａは、第２の可動ヨーク２６２が第１の可動ヨーク２６１の移動範囲の中間位置で当接する位置に設けられている。従って、ストッパー部２２４ａは、第２の可動ヨーク２６２を第１の可動ヨーク２６１の移動範囲の中間位置においてバックヨーク２２３側への移動を規制する規制手段として機能する。なお、この規制手段としては、センターヨーク２２４にストッパー部２２４ａを設けずに、第２の可動ヨーク２６２を第２の電磁コイル２３２を捲回するボビン２４２に当接するように構成し、ボビン２４２にストッパー機能を持たせてもよい。
なお、図１において２７は、電磁ソレノイドの防水および防塵等の目的で上記第１の可動ヨーク２６１を覆うカバー部材で、バックヨーク２２３にビス２８によって取り付けられている。
【００１５】
図１に示す実施形態における電磁ソレノイド２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２を参照して説明する。
図１に示す戻り位置の状態で第２の電磁コイル２３２に通電すると、第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、図２の（ａ）において矢印２３２ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。この結果、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２はセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図２の（ａ）において右方への移動が規制されているため、第１の可動ヨーク２６１が図２の（ａ）において左方に移動する。そして、第１の可動ヨーク２６１は、図２の（ａ）に示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図２の（ａ）に示す中間作動位置に位置付けられる。なお、第２の電磁コイル２３２への通電時には、図２の（ａ）において矢印２３２ａで示すように第２の電磁コイル２３２の周りに磁気回路（磁束）が形成されるとともに矢印２３２ｂで示す寄生磁束が発生するが、矢印２３２ｂで示す寄生磁束は矢印２３２ａで示す磁束に比して小さいためその影響は極めて小さい。
【００１６】
次に、図２の（ａ）の状態から第１の電磁コイル２３１に通電すると、第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、図２の（ｂ）において矢印２３１ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。なお、第１の電磁コイル２３１への通電時には、図２の（ｂ）において矢印２３１ｂで示す寄生磁束も発生する。この結果、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は、図２の（ｂ）に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、作動範囲の図２の（ｂ）に示すフルストローク位置に位置付けられる。なお、図２の（ｂ）に示すようにフルストローク位置に作動する場合には、第１の電磁コイル２３１とともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態保持させるようにしている。この場合であっても、１００％通電する必要はなく、密着状態を保持できうる程度の通電量でよい。
【００１７】
次に、本発明に従って構成された電磁ソレノイドの他の実施形態について、図３を参照して説明する。なお、図３に示す実施形態においては、上記図１および図２に示す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説明は省略する。
図３に示す実施形態における電磁ソレノイド２は、上記図１および図２に示す実施形態において第２の電磁コイル２３２への通電時に生ずる寄生磁束（図２の（ａ）において矢印２３２ｂで示す）の発生を防止するために、ボディーヨーク２１の軸方向中央部即ちセンターヨーク２２４と対向する位置にステンレス鋼等の非磁性体からなる磁気遮断リング２０を配設したものである。このように構成することにとり、第２の電磁コイル２３２への通電時は図３において矢印２３２ａで示すように磁気回路（磁束）が形成され、第１の電磁コイル２３１への通電時は図３において矢印２３１ａで示すように磁気回路（磁束）が形成される。
【００１８】
次に、本発明に従って構成された電磁ソレノイドを用いた変速機のシフトアクチュエータについて、図４乃至図９を参照して説明する。
図４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部を破断して示す平面図、図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図、図６は図４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１は、後述するシフトレバー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４および図５において右端部）における側部（図４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４および図５において右端部）における下側部（図５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。
【００１９】
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４および図５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４および図５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５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３１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。
【００２０】
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。
【００２１】
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４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、 筒状のボディーヨーク４１と、該ボディーヨーク４１の一端部（図４において下端部）に装着されたフロントヨーク４２と、該フロントヨーク４２と一体に形成された固定ヨーク４３と、ボディーヨーク４１の他端部（図４において上端部）に設けられたバックヨーク４４と、ボディーヨーク４１の内周面に沿って配設された環状の電磁コイル４５と、フロントヨーク４２および固定ヨーク４３の中心部を軸方向に貫通して摺動可能に配設された作動ロッド４６と、該作動ロッド４６の図において上端部に装着された可動ヨーク４７と、上記バックヨーク４４に取り付けられたカバー部材４８を具備している。
【００２２】
上記筒状ボディーヨークの４１は磁性材によって形成され、一端（図４において上端）取付けフランジ４１１を備えており、該取付けフランジ４１１が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ている。上記フロントヨーク４２および固定ヨーク４３は磁性材によって一体に形成され、固定ヨーク４３がフロントヨーク４２の中心部に図において上側面から突出して形成されている。このフロントヨーク４２および固定ヨーク４３には、その中心部に軸方向に貫通する挿通穴４３１が形成されている。このように構成されたフロントヨーク４２および固定ヨーク４３は、固定ヨーク４３がボディーヨーク４１の一端側から挿入され、フロントヨーク４２がボディーヨーク４１の一端部に装着される。上記バックヨーク４４は、ボディーヨーク４１の他端（図４において上端）部に一体に環状に形成されている。
【００２３】
上記電磁コイル４５は、合成樹脂等の非磁性材からなる環状のボビン４５０に捲回されボディーヨーク４１の内周に沿って配設されている。作動ロッド４６は、ステンレス鋼等の非磁性材によって形成されており、フロントヨーク４２および固定ヨーク４３に形成された挿通穴４３１に軸方向に摺動可能に嵌挿されている。この作動ロッド４６の一端部（図４図において下端部）がボディーヨーク４１に装着されたフロントヨーク４２より下方に突出して配設されており、ケーシング３１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４６の一端部にはボールジョイント４６２が設けられている。
【００２４】
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４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４６の他端部に設けられたボールジョイント４６２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４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６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。
【００２５】
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４５に通電すると固定ヨーク４４が磁化され、可動ヨーク４７は固定ヨーク４３に吸引されて可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６には図４において下方への推力が発生する。この可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６に発生する推力の大きさは、電磁コイル４５に供給する電力量によって決まる。電磁コイル４５に通電することによって可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６が図４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５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。
【００２６】
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５に示すように上記電磁ソレノイド４０の電磁コイル４５に供給する電力量に対応して可動ヨーク４７即ち作動ロッド４６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５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５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５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５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５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５において右方へ作動することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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４５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を構成する可動ヨーク４７と作動ロッド４６およびセレクト作動機構５０は図４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５に示す状態に位置付けら、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。
【００２９】
図４および図５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４５に例えば２Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７は固定ヨーク４３に吸引され、可動ヨーク４７および作動ロッド４６には図４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４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７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７の（ａ）に示すように第２の作動位置（Ｐ２）に位置付けられる。
【００３０】
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４５に例えば４Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７および作動ロッド４６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７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７の（ｂ）に示すように第３の作動位置（Ｐ３）に位置付けられる。
【００３１】
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４５に例えば８Ｖの電圧を印加すると、可動ヨーク４７および作動ロッド４６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７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７の（ｃ）に示すように第４の作動位置（Ｐ４）に位置付けられる。
【００３２】
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。
【００３３】
次に、シフトアクチュエータ７について、主に図６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に装着された作動レバー９０をシフト方向に作動せしめる。なお、作動レバー９０は、その中間部にピン孔９１が形成されており、その両端部にそれぞれ連結部９２、９３を備えている。このように形成された作動レバー９０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９１にピン９４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。この作動レバー９０は、コントロールシャフト３５を介してシフトレバー３７に連結した作動部材として機能する。
【００３４】
図示のシフトアクチュエータ７は、上記作動レバー９０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２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂを具備している。なお、第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂは、上記図１に示す電磁ソレノイド２と実質的に同一の構成であり、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１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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２０１によって取り付けられている。
【００３５】
第１の電磁ソレノイド２ａを構成する作動ロッド２５の一端部（図６において上端部）にはボールジョイント２５０が設けられている。このボールジョイント２５０に上記作動レバー９０の一端部（図６において右端部）に設けられた連結部９２を摺動可能に連結する。また、第２の電磁ソレノイド２ｂを構成する作動ロッド２５の一端部（図６において上端部）にもボールジョイント２５０が設けられている。このボールジョイント２５０に上記作動レバー９０の他端部（図６において左端部）に設けられた連結部９３を摺動可能に連結する。
【００３６】
図示の実施形態における変速操作装置１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。
【００３７】
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が回動するとコントロールシャフト３５が回動してシフトレバー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。なお、シフトストローク位置検出センサ１１は、図示のシフトアクチュエータ７の作動制御においては必ずしも必要ではなく、ニュートラル位置やシフト完了状態を確認するために装着されている。従って、シフトストローク位置検出センサ１１に代えてニュートラル位置およびシフト完了を検出するポジションスイッチでもよい。
【００３８】
以上のように図示の実施形態における変速操作装置１は、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とシフトアクチュエータ７を構成する第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂがセレクトアクチュエータ３を構成するケーシングの一端側に配設され、シフトレバー３７即ちコントロールシャフト３５の回動量を検出するシフトストローク位置検出センサ１１がケーシングの他端側に配設されているので、シフトストローク位置検出センサ１１が上記各電磁ソレノイドに発生する磁界の影響を受けることはない。また、図示の実施形態においては、セレクト位置検出センサ１０もケーシングの中央部に配設されているので、ケーシングの一端側に配設された上記各電磁ソレノイドに発生する磁界の影響を受けることはない。
【００３９】
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、以下その作用について説明する。
図６に示す状態は変速機構がニュートラル状態にありシフトレバー３７が中立位置にある。この状態においては、第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂとも第１の可動ヨーク２６１が第２の可動ヨーク２６２に当接した位置にある。図６に示す状態から第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１に通電すると、第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は図８に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図８に示すように上方に移動し、作動ロッド２５と連結部９２が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として図８において反時計方向に回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が回動するので、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。即ち、一方の変速歯車にギヤインした状態となる。なお、中立位置から図８に示すように第１の方向にシフト作動する場合には、第１の電磁ソレノイド２ａの第１の電磁コイル２３１に通電するとともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態を保持させるようにしている。
【００４０】
一方、図６に示す状態から第２の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１に通電すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２は図９に示すように固定ヨーク２２２に吸引される。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図９に示すように上方に移動し、作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として図９において時計方向に回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が回動するので、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。即ち、他方の変速歯車にギヤインした状態となる。なお、中立位置から図９に示すように第１の方向にシフト作動する場合には、第１の電磁ソレノイド２ｂの第１の電磁コイル２３１に通電するとともに第２の電磁コイル２３２にも通電することにより、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２とを密着した状態を保持させるようにしている。
【００４１】
次に、図８に示す第１の方向にシフト作動した状態からニュートラル状態即ちシフトレバー３７を中立位置にする場合は、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電する。この結果、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２がセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図８において下方への移動が規制されていることから、第１の可動ヨーク２６１が上方に移動し図６で示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図６に示すように上方に中間位置まで移動し、該作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として時計方向に中立位置まで回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が中立位置まで回動するので、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合され第１のシフト位置に位置付けられていたシフトレバー３７を中立位置まで作動する。この結果、一方の変速歯車にギヤインした状態からギヤ抜きしたニュートラル状態となる。また、このとき、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を同時に通電すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力と第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力とが相互に働くことになり、寄生磁束の影響がキャンセルされ、より精度高く、中立位置での停止が可能になる。詳述すると、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電したことによる作動力により作動ロッドは中間位置に位置付けられるが、このときに図２（ａ）に示すような２３２ｂという寄生磁束も同時に発生し、この寄生磁束による作動力で図８においてはより上方に作動ロッドが移動してしまうことがある。このような作動ロッドの中間位置から上方への移動によって第１の電磁ソレノイド２ａの第２の可動ヨーク２６２と第１の可動ヨーク２６１間に隙間が発生するが、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を同時に通電することにより、この隙間をなくすように第２の可動ヨーク２６２と第１の可動ヨーク２６１間に吸引作動力が働くため、寄生磁束による影響がこの吸引作動力によって消滅し、より精度高く、中立位置での停止が可能になる。
【００４２】
一方、図９に示す第２の方向にシフト作動した状態からニュートラル状態即ちシフトレバー３７を中立位置にする場合は、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２に通電する。この結果、第１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２の周りに磁界が発生し、第１の可動ヨーク２６１と第２の可動ヨーク２６２が引き合う。このとき、第２の可動ヨーク２６２がセンターヨーク２２４に設けられたストッパー部２２４ａに当接して図９において下方への移動が規制されていることから、第１の可動ヨーク２６１が上方に移動し図６で示すように第２の可動ヨーク２６２に当接した位置で停止する。従って、第２の可動ヨーク２６２を装着した作動ロッド２５は、図６に示すように上方に中間位置まで移動し、該作動ロッド２５と連結部９３が連結されている作動レバー９０がコントロールシャフト３５を中心として反時計方向に中立位置まで回動する。これにより、作動レバー９０を装着したコントロールシャフト３５が中立位置まで回動するので、コントロールシャフト３５とスプライン嵌合され第１のシフト位置に位置付けられていたシフトレバー３７を中立位置まで作動する。この結果、他方の変速歯車にギヤインした状態からギヤ抜きしたニュートラル状態となる。また、このとき、第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２を同時に通電すると、該１の電磁ソレノイド２ａの第２の電磁コイル２３２を通電したことによる作動力と第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２を通電したことによる作動力とが相互に働くことにより、寄生磁束の影響がキャンセルされ、より精度高く、中立位置での停止が可能となる。
【００４３】
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においては、シフトアクチュエータ７を構成する第１の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂの第２の電磁コイル２３２に通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構の中立位置で停止することができる。また、図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ７においては、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の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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９０とからなり、第１の電磁ソレノイド２ａの作動ロッド２５が作動レバー９０の一端部と連結され、第２の電磁ソレノイド２ｂの作動ロッド２５が作動レバー９０の他端部と連結されているので、第１の電磁ソレノイド２ａの作動ロッド２５および第１の可動ヨーク２６１と第２の電磁ソレノイド２ｂの作動ロッド２５および第１の可動ヨーク２６１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の電磁ソレノイド２ａおよび第２の電磁ソレノイド２ｂ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、第１の可動ヨーク２６１および第１の可動ヨーク２６２の摺動抵抗も極めて小さくなる。
【００４４】
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、例えば実施形態においては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。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による電磁ソレノイドは以上のように構成されているので、第２の電磁コイルに通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく作動ロッドを中間位置に停止することができる。この位置では、第１の可動ヨークと第２の可動ヨークとの間に磁気的な吸引力が作用するため、作動ロッドに外乱による予期しない力が働いたとしても、その力に対抗して作動ロッドを中間位置に保持することが可能である。そして、第１の電磁コイルおよび第２の電磁コイルに通電することにより、作動ロッドをフルストローク位置まで作動することができる。
また、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、第１の電磁ソレノイドまたは第２の電磁ソレノイドの第２の電磁コイルに通電することにより、位置検出手段や複雑な制御装置を用いることなく変速機構をニュートラル位置（中立位置）に停止することができる。そして、第１の電磁コイルまたは第１の電磁コイルおよび第２の電磁コイルに通電することにより、変速機構をシフト位置まで作動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された電磁ソレノイドの一実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示す電磁ソレノイドの作動状態を示す説明図。
【図３】本発明に従って構成された電磁ソレノイドの他の実施形態を示す断面図。
【図４】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、一部を破談仕手示す平面図。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】図４におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図４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８】図４に示す変速操作装置を構成するシフトアクチュエータの作動説明図。
【図９】図４に示す変速操作装置を構成するシフトアクチュエータの作動説明図。
【符号の説明】
１：変速操作装置
３：ケーシング
２：電磁ソレノイド
２ａ：第１の電磁ソレノイド
２ｂ：第２の電磁ソレノイド
２１：筒状のボディーヨーク
２２１：フロントヨーク
２２２：固定ヨーク
２２３：バックヨーク
２２４：センターヨーク
２３１：第１の電磁コイル
２３２：第２の電磁コイル
２５：作動ロッド
２６１：第１の可動ヨーク
２６２：第２の可動ヨーク
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：電磁ソレノイド
４１：ボディーヨーク４１
４２：フロントヨーク
４３：固定ヨーク
４４：バックヨーク
４５：電磁コイル
４６：作動ロッド
４７：可動ヨーク
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
５３：第１の圧縮コイルばね
５４：第２の圧縮コイルばね
５５：第３の圧縮コイルばね
７：シフトアクチュエータ
９０：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
Claims (4)
- 作動ロッドを移動範囲の両端位置および中間位置に位置決めする電磁ソレノイドであって、
筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
該第２の電磁コイルに通電したときは、該第２の可動ヨークが吸引されて該規制手段の位置で停止し、かつ、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークに吸引されて該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされることを特徴とする電磁ソレノイド。 - 該ボディーヨークの軸方向中央部には、非磁性材からなる磁気遮断リングが配設されている請求項１記載の電磁ソレノイド。
- 該規制手段は、該センターヨークの内周面に径方向内方に突出して形成されたストッパー部からなっている請求項１記載の電磁ソレノイド。
- 変速機の変速機構を操作する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する変速機のシフトアクチュエータであって、
該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれは、筒状のボディーヨークと、該ボディーヨークの一端側に配設されたフロントヨークと、該フロントヨークと一体的に形成され該ボディーヨーク内に配設された固定ヨークと、該ボディーヨークの他端側に配設されたバックヨークと、該ボディーヨークの軸方向中央部に配設された環状のセンターヨークとを備えるとともに、
該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該フロントヨークとの間に該固定ヨークを包囲して配設された環状の第１の電磁コイルと、該ボディーヨークの内周面に沿って該センターヨークと該バックヨークとの間に配設された環状の第２の電磁コイルとを備えており、さらに、
シフトレバーに連結した該作動部材は作動ロッドと連結され、該作動ロッドが、該フロントヨークおよび該固定ヨークを挿通して軸方向に移動可能に配設され、該作動ロッドの該バックヨーク側端部には第１の可動ヨークが装着され、かつ、該第１の可動ヨークと該固定ヨークとの間には、第２の可動ヨークが該作動ロッドに摺動可能に配設されるとともに、該第２の可動ヨークを、該第１の可動ヨークの移動範囲の中間位置で該バックヨーク側への移動を規制する規制手段が設けられており、
変速機の変速機構のニュートラル状態では、該第１の電磁ソレノイドおよび該第２の電磁ソレノイドのそれぞれにおいて、該第２の可動ヨークが該規制手段の位置で停止するとともに、該第１の可動ヨークが該第２の可動ヨークと当接して停止し、該作動ロッドが移動範囲の中間位置に位置決めされることを特徴とする変速機のシフトアクチュエータ。
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