JP6224517B2 - 変速操作機構 - Google Patents

Description

本発明は、モータにより変速機のセレクト動作及びシフト動作を行う変速操作機構に関する。

従来、変速機のセレクト動作及びシフト動作を行う変速操作機構として、セレクト用モータ及びシフト用モータの両方を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。変速操作機構のハウジングの一端部にはセレクト用モータが取付けられ、このセレクト用モータのモータシャフトに同軸にシフトシャフトが配置されている。また、ハウジングの他端部にはシフト用モータが取付けられ、シフト用モータのモータシャフトが、上記シフトシャフトと直交するように配置されている。

特開２００３−１９４２１５号公報

特許文献１では、ハウジングの両端にセレクト用モータとシフト用モータとが配置され、更に、それぞれのモータに、シフトシャフトを移動又は回動させるための部品が連結されているため、変速操作機構の大型化、重量増、消費電力の増大、構成部品の複雑化、部品点数の増加及びコストアップを招いている。
本発明の目的は、小型・軽量化、消費電力低減、構成部品の簡素化と点数削減、及び低コスト化を図ることが可能な変速操作機構を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、レバーによりシャフトをシフト方向に回動させると共に、前記レバーにより前記シャフトをセレクト方向に移動させる変速操作機構において、ボールねじを構成するねじ軸と、前記ねじ軸を回転させるモータと、前記ねじ軸に螺合するナットと、前記ねじ軸上に配置されたクラッチと、前記クラッチのオンにより前記ねじ軸と一体化し、前記クラッチのオフにより前記ねじ軸に対し拘束が解かれるセレクトレバーと、を備え、前記レバーの一端を前記ナットに係合すると共に、他端を前記シャフトに係合し、前記セレクトレバーを前記レバーに係合させた、ことを特徴とする。

この構成によれば、クラッチをオンにすることにより、ねじ軸とセレクトレバーとを一体化するとともにモータでねじ軸及びセレクトレバーを回動させ、レバーをねじ軸回りに揺動させてシャフトをセレクト方向に移動させることができる。また、クラッチをオフにすることにより、モータでねじ軸を回転させ、ナットをねじ軸上で移動させてレバーを揺動させ、シャフトをシフト方向に回動させることができる。従って、１つのモータで変速機のシフト動作及びセレクト動作を行わせることができ、変速操作機構の小型・軽量化、消費電力低減、構成部品の簡素化と点数削減、及び低コスト化を図ることができる。

上記構成において、前記クラッチが前記モータに近接して配置されていても良い。この構成によれば、モータ及びクラッチに接続される配線をまとめやすくすることができ、また、配線の長さを短くすることができるため、配線を固定する部品等を少なくして、コスト、組立工数を削減することができる。

また、上記構成において、前記ナットの移動距離を検知するシフトポジションセンサを備えても良い。この構成によれば、シフトポジションセンサによりナットの移動距離を検知して、シフト動作状態を求めることができる。
また、上記構成において、前記セレクトレバーの揺動角度を検知するセレクトポジションセンサを備えても良い。この構成によれば、セレクトポジションセンサによりセレクトレバーの揺動角度を検知して、セレクト動作状態を求めることができる。

本発明は、ボールねじを構成するねじ軸と、ねじ軸を回転させるモータと、ねじ軸に螺合するナットと、ねじ軸上に配置されたクラッチと、クラッチのオンによりねじ軸と一体化し、クラッチのオフによりねじ軸に対し拘束が解かれるセレクトレバーと、を備え、レバーの一端をナットに係合すると共に、他端をシャフトに係合し、セレクトレバーをレバーに係合させたので、１つのモータで変速機のシフト動作及びセレクト動作を行うことができ、変速操作機構の小型・軽量化、消費電力低減、構成部品の簡素化と点数削減、及び低コスト化を図ることができる。

本発明の第１実施形態の変速操作機構を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 変速操作機構を示す底面図である。 変速操作機構による変速操作の変速パターンの一例を示す説明図であり、図４（Ａ）は変速パターンを示す図、図４（Ｂ）はシャフトの変速レバー部材と変速レバー入力部とを示す図である。 変速操作機構のシフト動作を示す作用図であり、図５（Ａ）はクラッチをオフにした状態でねじ軸を一方向に回転させた状態を示す作用図、図５（Ｂ）はクラッチをオフにした状態でねじ軸を他方向に回転させた状態を示す作用図である。 変速操作機構のセレクト動作を示す作用図であり、図６（Ａ）はクラッチをオンにした状態でねじ軸を一方向に回動させた状態を示す作用図、図６（Ｂ）はクラッチをオンにした状態でねじ軸を他方向に回動させた状態を示す作用図である。 メインレバーと連結されるシャフトの一端部を示す説明図であり、図７（Ａ）はシャフトの一端部の側面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図である。である。 変速操作機構によりシフト動作とセレクト動作とが同時に行われた場合の作用を示す作用図であり、図８（Ａ）はシャフトの軸方向から見た図、図８（Ｂ）はねじ軸の軸方向から見た図である。 第２実施形態のシャフトの一端部を示す説明図であり、図８（Ａ）はシャフトの一端部の側面図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図である。 第３実施形態のメインレバーを示す説明図であり、図１０（Ａ）はメインレバーの分解図、図１０（Ｂ）はメインレバーをシャフトに組付けた状態を示す側面図である。 第４実施形態の変速操作機構を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の各一実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の変速操作機構１０を示す断面図である。
変速操作機構１０は、クラッチ操作を自動化した機械式自動変速機（以下、「変速機」と記す。）を有するトラック、バス等の車両に設けられ、運転者の手動操作に従って、或いは、自動変速プログラムの制御に従って変速機の変速操作を行う機構である。本実施形態では、前進５段、後進１段の変速機を操作する変速操作機構１０について説明する。

変速操作機構１０は、ボックスケース１１、モータ１２、ボールねじ１３、メインレバー１４、クラッチ１６、セレクトレバー１７、シャフト１８、セレクトポジションセンサ２１、シフトポジションセンサ２２を備える。
ボックスケース１１内には、上記ボールねじ１３、メインレバー１４、クラッチ１６、セレクトレバー１７、シャフト１８が収容されている。
モータ１２は、車両に備えるバッテリを駆動源とし、また、車両に備えるコンピュータから入力される駆動制御信号により駆動制御され、ボックスケース１１の側面にアダプタ２４を介して複数のボルト２５で取付けられている。なお、符号１２ａはモータ１２の回転軸である。
ボールねじ１３は、一端がモータ１２の回転軸１２ａに取付けられるとともに他端がボックスケース１１に設けられた軸受２７に支持されたねじ軸３１と、ねじ軸３１に複数のボール（不図示）を介して結合されたナット３３とから構成されている。ねじ軸３１には、その回転時にスラスト荷重が発生するため、このスラスト荷重を受けるために、アダプタ２４の内側面２４ａとねじ軸３１の一端に設けられた一端フランジ部３１ａとの間、及び軸受２７の内側面２７ａとねじ軸３１の他端に設けられた他端フランジ部３１ｂとの間に、それぞれスラスト軸受２８，２９が設けられている。

メインレバー１４は、ボールねじ１３のナット３３に一端部１４ａが係合するとともに他端部１４ｂがシャフト１８に連結されている。ナット３３は、その両側方（紙面の表裏方向）に突出する一対の突出ピン３３ａが設けられ、一対の突出ピン３３ａにメインレバー１４の一端部に設けられた一対の切欠き部１４ｅが係合している。メインレバー１４の他端部１４ｂは、二股状に形成された２本の他端アーム部１４ｄ，１４ｄを備える。
クラッチ１６は、電磁クラッチであり、アダプタ２４に取付けられたステータ３６と、ステータ３６に回転可能に嵌合するとともにねじ軸３１に一体的に取付けられたロータ３７と、ねじ軸３１に嵌合するとともにロータ３７に隣接するように配置されたアーマチュア３８とを備える。

ステータ３６は、アダプタ２４に取付けられたコア４１と、コア４１内に設けられたコイル４２とから構成される。アーマチュア３８は、ステータ３６のコイル４２に通電されていないときには、ロータ３７に対して相対回転可能である。コイル４２に通電されたときには、励磁されたコア４１によって、アーマチュア３８は、ロータ３７に吸引され、ねじ軸３１及びロータ３７と共に回動する。
セレクトレバー１７は、一端部１７ａがアーマチュア３８の一側面３８ａに取付けられるとともにねじ軸３１に沿って延びてメインレバー１４の内側を通る軸方向延出部１７ｂと、軸方向延出部１７ｂに対してねじ軸３１に直交するように屈曲するとともにねじ軸３１に回動可能に嵌合する軸直角部１７ｃとが一体成形されたものである。従って、セレクトレバー１７は、アーマチュア３８と共に回動する。アーマチュア３８が回動すると、アーマチュア３８が係合するメインレバー１４も回動（揺動）する。

シャフト１８は、メインレバー１４に連結ピン４５を介して連結されている。メインレバー１４がねじ軸３１を中心として揺動するときには、シャフト１８は、ボックスケース１１に対して軸方向に移動（紙面表裏方向へ移動）することが可能であり、また、ねじ軸３１上をナット３３が軸方向に移動するときには、シャフト１８は、その軸回りに回動（紙面表裏方向に延びる軸回りに回動）することが可能である。
セレクトポジションセンサ２１は、アーマチュア３８を介してセレクトレバー１７のねじ軸３１回りの揺動角度を検出するセンサであり、ボックスケース１１の下部に取付けられている。

セレクトポジションセンサ２１は、ボックスケース１１に複数のボルト５１で取付けられたセンサ本体５２と、センサ本体５２から延びる回動軸５３に取付けられたセレクトセンサアーム５４と、セレクトセンサアーム５４の端部に取付けられるとともにアーマチュア３８に設けられた係合溝３８ｂに挿入されたセレクトセンサ検出子５６とを備える。
セレクトレバー１７及びアーマチュア３８が揺動すると、それに伴ってセレクトセンサ検出子５６がセレクトセンサアーム５４を介してセンサ本体５２の回動軸５３を回動させるため、回動軸５３の回動角度に応じた回動角度信号がセンサ本体５２から車両のコンピュータに出力され、コンピュータでは、変速機のセレクト動作状態が求められる。

シフトポジションセンサ２２は、ボックスケース１１に複数のボルト６１で取付けられたセンサ本体６２と、センサ本体６２から延びる回動軸６３に取付けられたシフトセンサアーム６４と、シフトセンサアーム６４の端部に取付けられるとともにナット３３の下部に設けられたガイド部材６５のガイド溝６５ａに挿入されたシフトセンサ検出子６６とを備える。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
ボックスケース１１は、その上部にシャフト１８が通されるシャフト挿通部１１ａが形成されている。シャフト挿通部１１ａにはシャフト挿通穴１１ｂが形成され、シャフト挿通穴１１ｂにシャフト１８が軸方向に移動可能及び軸回りに回動可能に挿入されている。
ボールねじ１３のナット３３と、シャフト１８の一端部１８ａとには、メインレバー１４が渡されている。
メインレバー１４の一端部１４ａは、二股状に形成された一対の一端アーム部１４ｃ，１４ｃを備え、一端アーム部１４ｃ，１４ｃの切欠き部１４ｅが、ナット３３の一対の突出ピン３３ａにそれぞれ揺動可能に係合している。一対の一端アーム部１４ｃ，１４ｃ間にはセレクトレバー１７が、一端アーム部１４ｃ，１４ｃに対してほぼ隙間なく且つ相対移動可能に挿入されている。

メインレバー１４の他端部１４ｂは、一対の他端アーム部１４ｄにそれぞれピン挿通穴１４ｆが開けられ、また、シャフト１８の一端部１８ａにはピン挿通穴１８ｂが開けられ、これらのピン挿通穴１４ｆ，１８ｂに連結ピン４５が挿入されて、メインレバー１４とシャフト１８とが連結されている。また、シャフト１８及び連結ピン４５には、シャフト１８、連結ピン４５のそれぞれの軸方向に直交するように貫通ピン４６が貫通している。これにより、シャフト１８のピン挿通穴１８ｂに対する連結ピン４５の軸方向移動及び軸直角方向移動が規制される。
シャフト１８は、他端部１８ｃに変速レバー部材７１が取付けられている。変速レバー部材７１は、シャフト挿通部１１ａに形成された変速レバー空間１１Ｅに配置され、シャフト１８の他端部１８ｃに嵌合する筒部７１ａと、筒部７１ａの外周面に突出するように設けられた変速レバー７１ｂとを備える。
変速レバー７１ｂは、変速機（不図示）の変速レバー入力部の各部に選択的に係合され、シャフト１８の軸方向移動及び回動による変速ポジション（例えば、前進５段及び後進１段のいずれか）の選択が可能になる。

ねじ軸３１上をナット３３が移動してメインレバー１４が図の表裏方向に揺動すると、ナット３３と共にガイド部材６５が移動することで、シフトセンサ検出子６６がシフトセンサアーム６４を介してセンサ本体６２の回動軸６３を回動させるため、回動軸６３の回動角度に応じた回動角度信号がセンサ本体６２から車両のコンピュータに出力され、コンピュータでは、変速機のシフト動作状態が求められる。
シフトポジションセンサ２２は、ガイド部材６５を介してナット３３のねじ軸３１に沿った移動量を検出するセンサであり、ボックスケース１１の下部に取付けられている。なお、符号１１ｃはシフトポジションセンサ２２のシフトセンサ検出子６６をボックスケース１１の外側から内側へ挿入するためにボックスケース１１の下部に開けられた窓部である。

図３は、変速操作機構１０を示す底面図であり、図１のＩＩＩ矢視図である。
セレクトポジションセンサ２１は、センサ本体５２に矩形のフランジ５２ａを備え、フランジ５２ａに設けられたボルト挿通穴（不図示）にボルト５１が挿入され、ボルト５１の先端がボックスケース１１側のねじ穴にねじ結合されてボックスケース１１にセレクトポジションセンサ２１が取付けられる。
セレクトポジションセンサ２１のセレクトセンサアーム５４は、セレクトレバー１７（図１参照）の揺動に伴って、セレクトセンサ検出子５６と共に図中の矢印Ａ方向に揺動する。この結果、センサ本体５２の回動軸５３が回動し、セレクトレバー１７の揺動角度に相当する電気信号がセンサ本体５２から出力される。なお、符号５７はセンサ本体５２の出力を外部に取り出す導線を接続するためにセンサ本体５２に設けられた出力コネクタである。

シフトポジションセンサ２２は、センサ本体６２に矩形のフランジ６２ａを備え、フランジ６２ａに設けられたボルト挿通穴（不図示）にボルト６１が挿入され、ボルト６１の先端がボックスケース１１側のねじ穴にねじ結合されてボックスケース１１にシフトポジションセンサ２２が取付けられる。
シフトポジションセンサ２２のシフトセンサアーム６４は、ナット３３（図１参照）の移動に伴って、シフトセンサ検出子６６と共に図中の矢印Ｂ方向に揺動する。この結果、センサ本体６２の回動軸６３が回動し、ナット３３の移動量に相当する電気信号がセンサ本体６２から出力される。なお、符号１１ｄはセレクトポジションセンサ２１のセレクトセンサ検出子５６をボックスケース１１の外側から内側へ挿入するためにボックスケース１１の下部に開けられた窓部、７７はセンサ本体６２の出力を外部に取り出す導線を接続するためにセンサ本体６２に設けられた出力コネクタである。

図４は、変速操作機構１０による変速操作の変速パターンの一例を示す説明図であり、図４（Ａ）は変速パターンを示す図、図４（Ｂ）はシャフト１８の変速レバー部材７１と変速レバー入力部１７０とを示す図である。
図４（Ａ）に示すように、前進５段、後進１段の変速ポジションを有する変速パターンには、１速、２速間をシフトアップ又はシフトダウンする第１シフト方向Ｓと、３速、４速間をシフトアップ又はシフトダウンする第２シフト方向Ｔと、５速、リバースＲ（後進）間をシフトする第３シフト方向Ｕとが設けられている。また、変速パターンには、３速、４速間に位置するニュートラル位置Ｎと、１速、２速間に位置する第１セレクト位置ＳＥ１との間、及びニュートラル位置Ｎと、５速、リバース間に位置する第２セレクト位置ＳＥ２との間を移動させるセレクト方向Ｖが設けられている。
ニュートラル位置Ｎは、変速ポジションの初期位置である。

図４（Ｂ）に示すように、シャフト１８の変速レバー部材７１に設けられた変速レバー７１ｂは、変速機に設けられた変速レバー入力部１７０に臨んでいる。
変速レバー入力部１７０は、平行に配置されたロッド１７１Ｒ，１７２Ｒ，１７３Ｒと、これらのロッド１７１Ｒ，１７２Ｒ，１７３Ｒにそれぞれ移動可能に支持されたシフトフォーク１７１Ｆ，１７２Ｆ，１７３Ｆとを備える。
シフトフォーク１７１Ｆ，１７２Ｆ，１７３Ｆは、一端に凹状の係合部１７１ａ，１７２ａ，１７３ａ、他端にフォーク本体部１７３ｂ（シフトフォーク１７３Ｆのフォーク本体部１７３ｂのみ図示）が設けられている。
係合部１７１ａ，１７２ａ，１７３ａには、変速レバー７１ｂが選択的に係合される。図４（Ｂ）では便宜上係合部１７１ａ，１７２ａ，１７３ａから変速レバー７１ｂを離している。
フォーク本体部１７１ｂは、スリーブ（不図示）を移動させて変速機の所定の変速ギア対を噛み合わせる。

シャフト１８を、白抜き矢印Ｗで示すセレクト方向に移動させることで、変速レバー７１ｂがシフトフォーク１７１Ｆ，１７２Ｆ，１７３Ｆの係合部１７１ａ，１７２ａ，１７３ａのいずれかと選択的に係合可能であり、また、シャフト１８を、矢印Ｘ方向に回動させることで、係合部１７１ａ，１７２ａ，１７３ａのいずれかに係合した変速レバー７１ｂで、シフトフォーク１７１Ｆ，１７２Ｆ，１７３Ｆのいずれかを、シフト方向に移動させて、１速、３速、５速側あるいは、２速、４速、リバースＲ側へシフトすることが可能になる。なお、変速レバー入力部１７０の構造については、以上のものに限らない。

以上に述べた変速操作機構１０の作用を次に説明する。
図５は、変速操作機構１０のシフト動作を示す作用図であり、図５（Ａ）はクラッチ１６をオフにした状態でねじ軸３１を一方向に回転させた状態を示す作用図、図５（Ｂ）はクラッチ１６をオフにした状態でねじ軸３１を他方向に回転させた状態を示す作用図である。
図５（Ａ）に示すように、ステータ３６のコイル４２への通電を停止して、クラッチ１６をオフにした状態では、ステータ３６が励磁されていないため、ステータ３６に対してロータ３７及びアーマチュア３８が拘束されない。この状態で、モータを作動させてボールねじ１３のねじ軸３１を矢印Ｃ方向に回転させた場合には、ロータ３７がねじ軸３１と共に回転し、アーマチュア３８及びセレクトレバー１７は、静止した状態にある。
ナット３３は、矢印Ｄで示すように、モータに近づく側へ移動する。これに伴って、メインレバー１４は、矢印Ｅで示すように、シャフト１８を中心にして回動する。この結果、変速レバー７１ｂ（図２参照）もＥ方向に揺動し、図４（Ａ），（Ｂ）において、第１セレクト位置ＳＥ１から１速、ニュートラル位置Ｎから３速、あるいは第２セレクト位置ＳＥ２から５速に変速される。

また、図５（Ｂ）で示すように、ステータ３６のコイル４２への通電を行って、クラッチ１６をオフにした状態で、モータを作動させてボールねじ１３のねじ軸３１を矢印Ｆ方向に回転させた場合には、ロータ３７がねじ軸３１と共に回転し、アーマチュア３８及びセレクトレバー１７は、静止した状態にある。
ナット３３は、矢印Ｇで示すように、モータから離れる側へ移動する。これに伴って、メインレバー１４は、矢印Ｈで示すように、シャフト１８を中心にして回動する。この結果、変速レバー７１ｂ（図２参照）もＨ方向に揺動し、図４（Ａ），（Ｂ）において、例えば、第１セレクト位置ＳＥ１から２速、ニュートラル位置Ｎから４速、あるいは第２セレクト位置ＳＥ２からリバースに変速される。

図６は、変速操作機構１０のセレクト動作を示す作用図であり、図６（Ａ）はクラッチ１６（図１参照）をオンにした状態でねじ軸３１を一方向に回動させた状態を示す作用図、図６（Ｂ）はクラッチ１６をオンにした状態でねじ軸３１を他方向に回動させた状態を示す作用図である。
図１において、ステータ３６のコイル４２に通電させてステータ３６を励磁させ、ロータ３７にアーマチュア３８を吸引させてクラッチ１６をオン（接続）にした状態では、ロータ３７に対してアーマチュア３８が拘束される。この状態で、モータを作動させてボールねじ１３のねじ軸３１を、図６（Ａ）に示すように、矢印Ｊ方向に回動させた場合には、ねじ軸１３と共にセレクトレバー１７が一体的に回動し、メインレバー１４もセレクトレバー１７と一体的に矢印Ｊ方向に回動する。この結果、シャフト１８が、白抜き矢印Ｋで示すように移動し、変速レバー７１ｂが矢印Ｌ方向に移動するので、図４（Ａ），（Ｂ）において、例えば、セレクト方向で、ニュートラル位置Ｎから１速−２速側の第１セレクト位置ＳＥ１へ移動する。
このとき、ねじ軸３１とセレクトレバー１７とが一体的に回動するので、ねじ軸３１及びセレクトレバー１７とナット３３とが一体的に回動するため、ねじ軸３１とナット３３とは相対回転しない。

また、クラッチ１６をオンにした状態で、モータを作動させてボールねじ１３のねじ軸３１を、図６（Ｂ）に示すように、矢印Ｍ方向に回動させた場合には、ねじ軸１３と共にセレクトレバー１７が一体的に回動し、メインレバー１４もセレクトレバー１７と一体的に矢印Ｍ方向に回動する。この結果、シャフト１８が、白抜き矢印Ｐで示すように移動し、変速レバー７１ｂが矢印Ｑ方向に移動するので、図４（Ａ），（Ｂ）において、例えば、セレクト方向で、ニュートラル位置Ｎから５速−リバースＲ側の第２セレクト位置ＳＥ２へ移動する。

図７は、メインレバー１４と連結されるシャフト１８の一端部１８ａを示す説明図であり、図７（Ａ）はシャフト１８の一端部１８ａの側面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図である。
図７（Ａ）に示すように、シャフト１８は、その一端部１８ａに、円柱状の連結ピン４５が挿入される断面楕円形のピン挿通穴１８ｂが開けられている。ピン挿通穴１８ｂは、楕円形の長軸がシャフト１８の軸方向に延びるように形成されている。ピン挿通穴１８ｂの長軸方向の縁部には、その縁部からシャフト１８の軸方向に離れるにつれて次第にシャフト１８の径方向中央側に配置される傾斜面１８ｄ，１８ｅが形成されている。なお、符号１８ｆ，１８ｆはシャフト１８に貫通ピン４６を回転可能に挿入するためにシャフト１８に開けられたピン貫通穴、４５ａは貫通ピン４６を圧入するために連結ピン４５に開けられたピン貫通穴、ＣＬはピン挿通穴１８ｂの長軸方向におけるピン挿通穴１８ｂと連結ピン４５との片側クリアランスである。
図７（Ｂ）に示すように、シャフト１８の傾斜面１８ｄ，１８ｅは、平面に形成され、シャフト１８の外周面に対して角度θだけ傾いている。この傾斜面１８ｄ，１８ｅによって、連結ピン４５がピン挿通穴１８ｂ内で傾いたときに、メインレバー１４の他端アーム部１４ｄ，１４ｄも傾斜面１８ｄ，１８ｅに沿うように傾くことが可能になる。この時、連結ピン４５は、その軸方向及び軸直角方向（ピン挿通穴１８ｂの長軸方向）にほとんど移動することなしに貫通ピン４６を中心にしてピン挿通穴１８ｂ内で傾く。

図８は、変速操作機構１０によりシフト動作とセレクト動作とが同時に行われた場合の作用を示す作用図であり、図８（Ａ）はシャフト１８の軸方向から見た図、図８（Ｂ）はねじ軸３１の軸方向から見た図である。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、メインレバー１４を、シフト方向及びセレクト方向のそれぞれに最大に揺動させる場合でも、本実施形態のシャフト１８のピン挿通穴１８ｂを長穴断面に形成するとともにシャフト１８のピン挿通穴１８ｂの縁部に傾斜面１８ｄ，１８ｅ（図７（Ａ），（Ｂ）参照）を設けることで、ナット３３とメインレバー１４との連結部、及びメインレバー１４とシャフト１８との連結部では無理なくスムーズに揺動を行わせることができる。
即ち、図５及び図６に示したような、シフト動作のみ、又はセレクト動作のみを行わせた場合のメインレバー１４に対して、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）において、メインレバー１４に生じる傾きの変化を、長穴断面としたピン挿通穴１８ｂ内で連結ピン４５が傾き、また、傾斜面１８ｄ，１８ｅに沿ってメインレバー１４の他端アーム部１４ｄ，１４ｄが傾くことにより吸収することができる。

以上の図１、図５（Ａ），（Ｂ）及び図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、レバーとしてのメインレバー１４によりシャフト１８をシフト方向に回動させると共に、メインレバー１４によりシャフト１８をセレクト方向に移動させる変速操作機構１０において、ボールねじ１３を構成するねじ軸３１と、ねじ軸３１を回転させるモータ１２と、ねじ軸３１に螺合するナット３３と、ねじ軸３１上に配置されたクラッチ１６と、クラッチ１６のオンによりねじ軸３１と一体化し、クラッチ１６のオフによりねじ軸３１に対し拘束が解かれるセレクトレバー１７と、を備え、メインレバー１４の一端をナット３３に係合すると共に、他端をシャフト１８に係合又は連結し、セレクトレバー１７をメインレバー１４に係合させた。

この構成によれば、クラッチ１６をオン（接続状態）にすることにより、ねじ軸３１とセレクトレバー１７とを一体化するとともにモータ１２でねじ軸３１及びセレクトレバー１７を回動させ、メインレバー１４をねじ軸３１回りに揺動させてシャフト１８をセレクト方向に移動させることができる。また、クラッチ１６をオフ（切断状態）にすることにより、モータ１２でねじ軸３１を回転させ、ナット３３をねじ軸３１上で移動させてメインレバー１４を揺動させ、シャフト１８をシフト方向に回動させることができる。従って、１つのモータ１２で、変速機のシフト動作及びセレクト動作を行わせることができ、変速操作機構１０の小型・軽量化、消費電力低減、構成部品・作動部品の簡素化と点数削減、及び低コスト化を図ることができる。

また、クラッチ１６がモータ１２に近接して配置されているので、モータ１２及びクラッチ１６に接続される配線をまとめやすくすることができ、また、配線の長さを短くすることができるため、配線を固定する部品等を少なくして、コスト、組立工数を削減することができる。
また、ナット３３の移動距離を検知するシフトポジションセンサ２２を備えるので、シフトポジションセンサ２２によりナット３３の移動距離を検知し、ナット３３の移動に伴って揺動したシャフト１８のシフト方向の揺動角度から、シフト動作状態を求めることができる。
また、セレクトレバー１７の揺動角度を検知するセレクトポジションセンサ２１を備えることで、セレクトポジションセンサ２１によりセレクトレバー１７の揺動角度を検知し、セレクトレバーの揺動に伴って移動したシャフト１８のセレクト方向の移動量から、セレクト動作状態を求めることができる。

＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態のシャフト８３の一端部８３ａを示す説明図であり、図８（Ａ）はシャフト８３の一端部８３ａの側面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図である。図７（Ａ），（Ｂ）に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、シャフト８３は、その一端部８３ａに、連結ピン４５が挿入される、断面の大部分が楕円形で且つテーパ穴とされたピン挿通穴８３ｂが開けられている。
ピン挿通穴８３ｂは、同一形状で断面楕円形とされた２つの楕円テーパ穴８３ｃ，８３ｃを含み、楕円テーパ穴８３ｃ，８３ｃの接する部分（即ち、シャフト８３の軸線８３ｅを含む内径部８３ｄ）は、円形断面に形成され、その円形断面が、外周面に行くにつれて次第に広がって断面楕円形のテーパ形状に形成されている。楕円形の長軸はシャフト１８の軸方向に延びている。ピン挿通穴８３ｂの長軸方向の縁部には、その縁部から離れるにつれて次第にシャフト８３の径方向中央側に配置された傾斜面１８ｄ，１８ｅが形成されている。
上記したように、ピン挿通穴８３ｂは、円形断面の内径部８３ｄを含むため、この内径部８３ｄによって、ピン挿通穴８３ｂに挿入された連結ピン４５はシャフト８３の軸方向への移動が規制される。従って、図７（Ａ），（Ｂ）に示した貫通ピン４６は不要である。

＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態のメインレバー８６を示す説明図であり、図１０（Ａ）はメインレバー８６の分解図、図１０（Ｂ）はメインレバー８６をシャフト８４に組付けた状態を示す側面図である。
図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、メインレバー８６は、ナット３３（図１参照）側に係合される一端側アーム部材８７と、シャフト８４（図１０（Ｂ）参照）側に連結される他端側アーム部材８８と、一端側アーム部材８７と他端側アーム部材８８とを結合したときに、一端側アーム部材８７から他端側アーム部材８８が外れないように止めておく止め輪８９とからなる。
一端側アーム部材８７は、平板状の基部８７ａと、基部８７ａの両端から基部８７ａに直角となるように延びる一対の一端アーム部８７ｂ，８７ｂとが一体に形成されている。
基部８７ａは、その中央に貫通穴８７ｃが開けられている。一端アーム部８７ｂは、切欠き部１４ｅが形成され、切欠き部１４ｅがナット３３（図１参照）の突出ピン３３ａ（図１参照）と係合する。

他端側アーム部材８８は、基部８８ａと、基部８８ａの両端から平行に延びる他端アーム部８８ｂ，８８ｂと、基部８８ａの中央から他端アーム部８８ｂ，８８ｂとは反対側に延びる連結軸８８ｃとからなる。
他端アーム部８８ｂ，８８ｂは、それぞれ断面円形のピン挿通穴８８ｄが開けられている。連結軸８８ｃは、その先端部の近傍に環状溝８８ｅが形成され、一端側アーム部材８７の貫通穴８７ｃに挿入されるとともに、挿入された後に環状溝８８ｅに止め輪８９が装着されて、他端側アーム部材８８の一端側アーム部材８７からの抜け止めが図られる。
貫通穴８７ｃと連結軸８８ｃとの間には、微小な隙間が形成されているので、貫通穴８７ｃに対して連結軸８８ｃが回転可能に結合される。即ち、一端側アーム部材８７に対して他端側アーム部材８８は、回転可能に取付けられる。
他端側アーム部材８８のピン挿通穴８８ｄ及びシャフト８４に開けられたピン挿通穴８４ｂには、連結ピン９０が挿入される。ピン挿通穴８４ｂ及びピン挿通穴８８ｄはストレートの丸穴である。連結ピン９０は、円形断面でストレートピンである。

＜第４実施形態＞
図１１は、第４実施形態の変速操作機構１００を示す断面図である。
図１に示した第１実施形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
変速操作機構１００は、ボックスケース１０１、モータ１０２、ボールねじ１０３、メインレバー１４、クラッチ１０６、セレクトレバー１０７、シャフト１８、セレクトポジションセンサ１２１、シフトポジションセンサ１２２を備える。
ボックスケース１０１内に、上記ボールねじ１０３、メインレバー１４、クラッチ１０６、セレクトレバー１０７、シャフト１８が収容されている。
モータ１０２は、車両に備えるバッテリを駆動源とし、また、車両に備えるコンピュータから入力される駆動制御信号により駆動制御され、ボックスケース１０１の側面にアダプタ１２４を介して複数のボルト（不図示）で取付けられている。

ボールねじ１０３は、一端がモータ１０２の回転軸１０２ａに継手１０４を介して取付けられるとともにボックスケース１０１に設けられた軸受１０５に回転可能に支持され、他端がボックスケース１０１に設けられた軸受部１０１ａに支持されたねじ軸１３１と、ねじ軸１３１に複数のボール（不図示）を介して結合されたナット３３とから構成されている。ねじ軸１３１には、その回転時にスラスト荷重が発生するため、このスラスト荷重を、ねじ軸１３１の一端側では軸受１０５が受け、ねじ軸１３１の他端側では、軸受部１０１ａと、ねじ軸１３１に備えるフランジ部１２８との間に設けられたスラスト軸受１２９で受けている。

クラッチ１０６は、電磁クラッチであり、ボックスケース１０１に取付けられたステータ３６と、ステータ３６に回転可能に嵌合するとともにねじ軸１３１に一体的に取付けられたロータ１３７と、ねじ軸１３１に嵌合するとともにロータ１３７に隣接するように配置されたアーマチュア１３８とを備える。ステータ３６は、ボックスケース１０１に取付けられたコア４１と、コイル４２とから構成される。

セレクトレバー１０７は、アーマチュア１３８に取付けられたＬ字状の部材であり、アーマチュア１３８の一側面１３８ａに取付けられたベース部１０７ａと、ベース部１０７ａの一端からねじ軸１３１に沿って延びてメインレバー１４の内側を通る軸方向延出部１０７ｂとが一体成形されたものである。
ロータ１３７は、コイル４２への通電が停止されているときには、ねじ軸１３１と共に回転し、コイル４２に通電が行われたときには、励磁されたコア４１によって、ロータ１３７にアーマチュア１３８が吸引され、アーマチュア１３８に固定されたセレクトレバー１７がねじ軸１３１と一体的に回動する。

シャフト１８は、メインレバー１４がねじ軸１３１を中心として揺動することで、ボックスケース１０１に対して軸回りの回動（紙面表裏方向に延びる軸回りの回動）が可能であり、また、ねじ軸１３１上をナット３３が軸方向に移動することで、ボックスケース１０１に対して軸回りの回動（紙面表裏方向に延びる軸回りの回動）が可能なように支持されている。
セレクトポジションセンサ１２１は、セレクトレバー１０７のねじ軸１３１回りの回動角度を検出するセンサであり、ボックスケース１０１の側部に取付けられている。
セレクトポジションセンサ１２１は、センサ本体５２と、セレクトセンサアーム５４と、セレクトセンサアーム５４の端部に取付けられるとともにセレクトレバー１０７に設けられた係合部１０７ｃに挿入されたセレクトセンサ検出子１５６とを備える。

シフトポジションセンサ１２２は、ガイド部材６５を介してナット３３のねじ軸１３１に沿った移動量を検出するセンサであり、ボックスケース１０１の下部に取付けられている。
シフトポジションセンサ１２２は、ボックスケース１０１に複数のボルト６１で取付けられたセンサ本体６２と、回動軸６３と、回転軸６３に一端部が取付けられたシフトセンサアーム１５８と、シフトセンサアーム１５８の他端部に設けられたシフトセンサ検出子１６６とを備え、シフトセンサ検出子１６６がガイド部材６５のガイド溝６５ａ内に挿入されている。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。

１０，１００ 変速操作機構
１２，１０２ モータ
１３，１０３ ボールねじ
１４，８６ メインレバー（レバー）
１６，１０６ クラッチ
１７，１０７ セレクトレバー
１８，８３，８４ シャフト
２１，１２１ セレクトポジションセンサ
２２，１２２ シフトポジションセンサ
３１，１３１ ねじ軸
３３ ナット

Claims (4)

1. レバーによりシャフトをシフト方向に回動させると共に、前記レバーにより前記シャフトをセレクト方向に移動させる変速操作機構において、
   ボールねじを構成するねじ軸と、前記ねじ軸を回転させるモータと、前記ねじ軸に螺合するナットと、前記ねじ軸上に配置されたクラッチと、前記クラッチのオンにより前記ねじ軸と一体化し、前記クラッチのオフにより前記ねじ軸に対し拘束が解かれるセレクトレバーと、を備え、前記レバーの一端を前記ナットに係合すると共に、他端を前記シャフトに係合し、前記セレクトレバーを前記レバーに係合させた、ことを特徴とする変速操作機構。
2. 前記クラッチが前記モータに近接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の変速操作機構。
3. 前記ナットの移動距離を検知するシフトポジションセンサを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の変速操作機構。
4. 前記セレクトレバーの揺動角度を検知するセレクトポジションセンサを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の変速操作機構。

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