JP4224945B2

JP4224945B2 - 変速機のシフトアクチュエータ

Info

Publication number: JP4224945B2
Application number: JP2001013163A
Authority: JP
Inventors: 康山本
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2021-01-22
Also published as: EP1225373A2; DE60207899T2; US6634249B2; EP1225373A3; EP1225373B1; US20020096008A1; JP2002213607A; DE60207899D1

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。
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、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提供することにある。
【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と係合するシフトプランジャと、該シフトプランジャの外周面に配設され、永久磁石を備えた磁石可動体と、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しており、
該磁石可動体の永久磁石により生じ、該一対のコイルにおけるそれぞれのコイルを通過する磁束回路と、該一対のコイルにおけるそれぞれのコイルに流れる電流との作用により、該磁石可動体にシフト方向の推力を発生させる」
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。
【０００６】
また、本発明によれば、上記磁石可動体は上記シフトプランジャの外周面に装着された可動ヨークと、該可動ヨークの外周面に装着され外周面および内周面に磁極を備えた環状の永久磁石とを具備しており、上記可動ヨークは該永久磁石が装着される筒状部と該筒状部の両端に設けられた環状の鍔部とを備え、該鍔部の外周面が上記固定ヨークの内周面に近接して構成されている、変速機のシフトアクチュエータが提供される。
【０００７】
更に、本発明によれば、上記磁石可動体は上記シフトプランジャの外周面に装着された中間ヨークと、該中間ヨークを挟んで両側にそれぞれ配設され軸方向両端面に磁極を備えた環状の一対の永久磁石と、該一対の永久磁石のそれぞれ軸方向外側に配設された一対の可動ヨークとを具備しており、上記一対の可動ヨークはそれぞれ外周面が上記固定ヨークの内周面に近接して構成される環状の鍔部を備えている、変速機のシフトアクチュエータが提供される。
上記一対の永久磁石は、互いに対向する端面が同極に形成されていることが望ましい。
【０００８】
【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。
【０００９】
図１は本発明に従って構成された第１の実施形態におけるシフトアクチュエータを備えた変速操作装置を示す断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ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、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部にシフトレバー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。
【００１０】
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。
【００１１】
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３を参照して説明する。
第１の実施形態におけるセレクトアクチュエータ３においては、図３の（ａ）および図３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３６８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３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３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３の（ｂ）で示すように図３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３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。
【００１２】
図示の実施形態における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。
【００１３】
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３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３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。
【００１４】
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。
【００１５】
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３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３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、図示の実施形態においては第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。
【００１６】
図示の実施形態における変速操作装置は、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。
【００１７】
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。
【００１８】
次に、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の実施形態について、主に図４を参照して説明する。図４は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図４に示す第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５は、ケーシング５１と、該ケーシング５１の中心部に配設され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と係合するシフトプランジャ５２と、該シフトプランジャ５２の外周面に配設された磁石可動体５３と、該磁石可動体５３を包囲してケーシング５１の内側に配設された筒状の固定ヨーク５４と、該固定ヨーク５４の内側に軸方向に併設された一対のコイル５５、５６とを具備している。なお、上記シフトプランジャ５２と係合する作動レバー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。
【００１９】
ケーシング５１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。シフトプランジャ５２は、ステンレス鋼等の非磁性材によって構成され、その図３において左端部には切欠溝５２１が形成されており、この切欠溝５２１に作動レバー５０先端部が係合するように構成されている。
【００２０】
磁石可動体５３は、上記シフトプランジャ５２の外周面に装着された可動ヨーク５３１と、該可動ヨーク５３１の外周面に上記一対のコイル５５、５６の内周面と対向して配設された環状の永久磁石５３２とを具備している。上記可動側ヨーク５３１は磁性材によって形成され、永久磁石５３２が装着される筒状部５３１ａと、該筒状部５３１ａの両端にそれぞれ設けられた環状の鍔部５３１ｂ、５３１ｃとを有しており、鍔部５３１ｂ、５３１ｃの外周面が上記固定ヨーク５４の内周面に近接して構成されている。鍔部５３１ｂ、５３１ｃの外周面と固定ヨーク５４の内周面との隙間は小さいほど望ましいが、製作誤差等を考慮して図示の実施形態においては０．５ｍｍに設定されている。このように構成された可動ヨーク５３１は、その両側にそれぞれ配設されシフトプランジャ５２に装着されたスナップリング５３５、５３７によって軸方向移動が規制されている。上記永久磁石５３２は、外周面および内周面に磁極を備えており、図示の実施形態においては外周面にＮ極が内周面にＳ極が形成されている。このように形成された永久磁石５３２は、可動ヨーク５３１の筒状部５３１ａの外周面に装着されており、その両側にそれぞれ配設され可動側ヨーク５３１の筒状部５３１ａに装着されたスナップリング５３３、５３４によって軸方向移動が規制されている。
【００２１】
上記固定ヨーク５４は、磁性材によって形成されケーシング５１の内周面に装着されている。上記一対のコイル５５、５６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５４の内周面に装着されたボビン５７に捲回されている。この一対のコイル５５、５６は、図示しない電源回路に接続するようになっている。なお、一対のコイル５５、５６の軸方向長さは、シフトアクチュエータ５の作動ストロークによって適宜設定される。
【００２２】
上記ケーシング５１の両側には、それぞれ端壁６１、６２が装着されている。この端壁６１、６２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おり、それぞれ中心部に上記シフトプランジャ５２が挿通する穴６１１、６２１が設けられている。この穴６１１、６２１を挿通して配設されるシフトプランジャ５２は、穴６１１、６２１の内周面によって軸方向に摺動可能に支持される。なお、端壁６１、６２のそれぞれ外側内周部には切欠部６１２、６２２が形成されており、この切欠部６１２、６２２にそれぞれシール部材６３、６４が装着されている。
【００２３】
第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５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５においては、図５の（ａ）乃至図５の（ｄ）に示すように永久磁石５３２による第１の磁束回路５３７および第２の磁束回路５３８が形成される。即ち、図示の実施形態におけるシフトアクチュエータ５においては、永久磁石５３２のＮ極、一対のコイルの一方コイル５５、固定ヨーク５４、可動側ヨーク５３１の鍔部５３１ｂ、可動ヨーク５３１の筒状部５３１ａ、永久磁石５３２のＳ極を通る第１の磁気回路５３７と、永久磁石５３２のＮ極、一対のコイルの他方コイル５６、固定ヨーク５４、可動側ヨーク５３１の鍔部５３１ｃ、可動ヨーク５３１の筒状部５３１ａ、永久磁石５３２のＳ極を通る第２の磁気回路５３８が形成される。
【００２４】
シフトプランジャ５２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、一対のコイルの５５、５６に図５の（ａ）に示すように互いに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、磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。従って、シフトプランジャ５２は図４および図５の（ａ）で示すニュートラル位置（中立位置）に維持される。
【００２５】
次に、シフトプランジャ５２の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの５５、５６に図５の（ｂ）に示すように同じ方向に電流を流すと、磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２には図５の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。この結果、シフトプランジャ５２が図４において左方に移動し、シフトプランジャ５２に先端部が係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が図４におい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。
【００２６】
また、シフトプランジャ５２の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの５５、５６に図５の（ｃ）に示すように上記図５の（ｂ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２には図５の（ｃ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。この結果、シフトプランジャ５２が図４において右方に移動し、作動レバー５０を介してコントロールシャフト３２が図４におい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。
【００２７】
一方、シフトプランジャ５２が図４において左方に移動せしめられた状態で、一対のコイルの５５、５６に図５の（ｄ）に示すように互いに反対方向に電流を流すと、磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。このとき、シフトプランジャ５２即ち磁石可動体５３が左方に移動せしめられた状態では、永久磁石５３２によって形成される第１の磁束回路５３７と第２の磁束回路５３８によりコイルを通る磁束が生じるが、コイル５６を通る磁束量の方がコイル５５を通る磁束量より多くなる。従って、他方のコイルの５６に図５の（ｄ）に示す方向に電流を流すことによって磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２に発生する右方への推力は、一方のコイル５５に図５の（ｄ）に示す方向に電流を流すことによって磁石可動体５３即ちシフトプランジャ５２に発生する左方への推力より大きくなる。この結果、シフトプランジャ５２は、図５の（ｄ）において右方向に移動する。このようにして、シフトプランジャ５２が図５の（ｄ）において右方向に移動すると、ニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って、コイル５５を通る磁束量が低下し、コイル５６を通る磁束量が増加する。そして、シフトプランジャ５２がニュートラル位置（中立位置）に達すると、コイル５５とコイル５６を通る磁束量が同等となり、この結果、シフトプランジャ５２に発生する左方への推力と右方への推力が等しくなって、シフトプランジャ５２はニュートラル位置（中立位置）で停止する。
【００２８】
以上のように、第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５は、シフトプランジャ５２が磁石可動体５３と固定ヨーク５４および一対のコイル５５、５６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ので、回転機構がなく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。また、第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５は、磁石可動体５３を構成する可動ヨーク５３１の鍔部５３１ａおよび５３１ｃの外周面が固定ヨーク５４の内周面と近接して構成されているので、磁束に対する大きなエアーギャップがコイル５５、５６部のみとなるため、永久磁石５３２による第１の磁束回路５３７および第２の磁束回路５３８中のエアーギャップを可及的に小さくすることができ、大きな推力を得ることができる。
【００２９】
次に、本発明に従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６および図７を参照して説明する。
図６に示す第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａは、シフトプランジャ５２に配設される磁石可動体５３ａが上記第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５の磁石可動体５３と相違するが、その他の構成部材は上記第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５と実質的に同一でよい。従って、図６には第１の実施形態におけるシフトアクチュエータ５を構成する各構成部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００３０】
第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａを構成する磁石可動体５３ａは、シフトプランジャ５２の外周面に上記一対のコイル５５、５６の内周面と対向して配設された中間ヨーク５３０ａと、該中間ヨーク５３０ａを挟んで両側にそれぞれ配設された一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａと、該一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａのそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設された一対の可動ヨーク５３４ａ、５３５ａとを具備している。中間ヨーク５３１ａは、磁性材によって環状に形成されている。上記一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａは、軸方向両端面に磁極を備えており、図示の実施形態においては互いに対向する端面にＮ極が形成され、互いに軸方向外側端面にＳ極が形成されている。上記一対の可動ヨーク５３４ａ、５３５ａはそれぞれ磁性材によって形成され、それぞれ筒状部５３４ｃ、５３５ｃと、該筒状部５３４ｃ、５３５ｃのそれぞれ軸方向外側端に設けられた環状の鍔部５３４ｄ、５３５ｄとを有しており、鍔部５３４ｄ、５３５ｄの外周面が上記固定ヨーク５４の内周面に近接して構成されている。鍔部５３４ｄ、５３５ｄの外周面と固定ヨーク５４の内周面との隙間は、上記第１の実施形態おけるシフトアクチュエータ５と同様に０．５ｍｍに設定されている。なお、上記一対の可動ヨーク５３４ａ、５３５ａは、図示の実施形態においてはそれぞれ筒状部５３４ｃ、５３５ｃと鍔部５３４ｄ、５３５ｄとによって構成した例を示したが、外周面が上記固定ヨーク５４の内周面に近接する鍔部のみによって構成してもよい。このように構成された一対の可動ヨーク５３４ａ、５３５ａは、その軸方向外側にそれぞれ配設されシフトプランジャ５２に装着されたスナップリング５８ａ、５９ａによって軸方向移動が規制されている。
【００３１】
第２の実施形態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図７を参照して説明する。
第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａにおいては、図７の（ａ）乃至図７の（ｄ）に示すように一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａによる第１の磁束回路５３７ａおよび第２の磁束回路５３８ａが形成される。
シフトプランジャ５２の作動位置が図７の（ａ）に示すニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの５５、５６に図７の（ａ）に示すように互いに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、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２には矢印で示すように互いに打ち消し合う方向に推力が発生する。従って、シフトプランジャ５２は図６および図７の（ａ）で示すニュートラル位置（中立位置）に維持される。
【００３２】
次に、シフトプランジャ５２の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの５５、５６に図７の（ｂ）に示すように同じ方向に電流を流すと、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２には図７の（ｂ）において矢印で示すように左方に推力が発生する。この結果、シフトプランジャ５２が図７の（ｂ）において左方に移動せしめられる。
【００３３】
また、シフトプランジャ５２の作動位置がニュートラル位置（中立位置）にある状態で、一対のコイルの５５、５６に図７の（ｃ）に示すように上記図７の（ｂ）と反対方向に電流を流すと、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２には図７の（ｃ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。この結果、シフトプランジャ５２が図７の（ｃ）において右方に移動せしめられる。
【００３４】
一方、シフトプランジャ５２が図６において左方に移動せしめられた状態で、一対のコイルの５５、５６に図７の（ｄ）に示すように互いに反対方向に電流を流すと、第１の磁束回路５３７および第２の磁束回路５３８とも他方のコイルの５６を通っているので、他方のコイルの５６に流れる電流によって磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２には図７の（ｄ）において矢印で示すように右方に推力が発生する。このようにして、シフトプランジャ５２が図７の（ｄ）において右方向に移動すると、ニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って、一方の永久磁石５３２ａによって形成される第１の磁束回路５３７ａが一方のコイルの５５を通過するようになるため、一方のコイルの５５に流れる電流によって磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２には図７の（ｄ）において左方に推力が作用する。この一方のコイルの５５に流れる電流による左方への推力は、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２がニュートラル位置（中立位置）に近づくに従って増加する。そして、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２がニュートラル位置（中立位置）に達すると、一方のコイルの５５に流れる電流による左方への推力と他方のコイルの５６に流れる電流による右方への推力とが同等となり、この結果、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２はニュートラル位置（中立位置）で停止する。
【００３５】
以上のように、第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａは、磁石可動体５３ａを構成する一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａが中間ヨーク５３０ａを挟んで配設され、この一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａの互いに対向する端面にＮ極が形成されているので、両永久磁石５３２ａ、５３３ａから出た磁束は互いに反発しつつ一対のコイルの５５、５６に向かう。従って、第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａにおいては、磁束が一対のコイルの５５、５６を直交する状態で通過するため、磁石可動体５３ａ即ちシフトプランジャ５２に発生する推力を大きくすることができる。なお、一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａの互いに対向する端面にはＳ極を形成してもよい。即ち、一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａの互いに対向する端面が同極に形成されていることが望ましい。また、第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａにおいては、固定ヨーク５４の内周面と磁石可動体５３ａを構成する一対の可動ヨーク５３４ａ、５３５ａの鍔部５３４ｄ、５３５ｄの外周面とが近接して構成されているので、磁束に対する大きなエアーギャップが一対のコイルの５５、５６のみとなる。従って、第２の実施形態におけるシフトアクチュエータ５ａは、一対の永久磁石５３２ａ、５３３ａによる磁束回路中のエアーギャップを可及的に小さくすることができ、大きな推力を得ることができる。
【００３６】
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。
【００３７】
【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。
【００３８】
即ち、本発明によれば、シフトプランジャが磁石可動体と固定ヨークおよび一対のコイル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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された第１の実施形態におけるシフトアクチュエータを備えた変速操作装置を示す断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図３】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４】図１におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図４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２の実施形態を示す断面図。
【図７】図５に示す第２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。
【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（第１の実施形態）
５ａ：シフトアクチュエータ（第２の実施形態）
５０：作動レバー
５１：ケーシング
５２：シフトプランジャ
５３：磁石可動体
５４：固定ヨーク
５５、５６：一対のコイル
５３１：可動ヨーク
５３２：永久磁石
５３ａ：磁石可動体
５３０ａ：中間ヨーク
５３２ａ、５３３ａ：一対の永久磁石
５３４ａ、５３５ａ：一対の可動ヨーク
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

Claims

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おいて、
該シフトレバーに連結した作動部材と係合するシフトプランジャと、該シフトプランジャの外周面に配設され、永久磁石を備えた磁石可動体と、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しており、
該磁石可動体の永久磁石により生じ、該一対のコイルにおけるそれぞれのコイルを通過する磁束回路と、該一対のコイルにおけるそれぞれのコイルに流れる電流との作用により、該磁石可動体にシフト方向の推力を発生させることを特徴とする変速機のシフトアクチュエータ。
該磁石可動体は、該シフトプランジャの外周面に装着された可動ヨークと、該可動ヨークの外周面に装着され外周面および内周面に磁極を備えた環状の永久磁石とを具備しており、
該可動ヨークは該永久磁石が装着される筒状部と該筒状部の両端に設けられた環状の鍔部とを備え、該鍔部の外周面が該固定ヨークの内周面に近接して構成されている、請求項１記載の変速機のシフトアクチュエータ。
該磁石可動体は、該シフトプランジャの外周面に装着された中間ヨークと、該中間ヨークを挟んで両側にそれぞれ配設され軸方向両端面に磁極を備えた環状の一対の永久磁石と、該一対の永久磁石のそれぞれ軸方向外側にそれぞれ配設された可動ヨークとを具備しており、
該可動ヨークは、外周面が該固定ヨークの内周面に近接して構成される環状の鍔部を備えている、請求項１記載の変速機のシフトアクチュエータ。
該一対の永久磁石は、互いに対向する端面が同極に形成されている、請求項３記載の変速機のシフトアクチュエータ。