WO2003067125A1

WO2003067125A1 - Actionneur oscillant

Info

Publication number: WO2003067125A1
Application number: PCT/JP2002/013382
Authority: WO
Inventors: Daisaku Kawada
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2003-08-14
Also published as: US20050120819A1; AU2002359998A1; JP4122788B2; DE10297650T5; JP2003232420A

Description

明細書揺動式ァクチユエ一夕技術分野

例えば変速機用電動駆動装置に組み込まれ、変速ュニットの切換シャフトを軸方向に変位させるセレクト用ァクチユエ一夕に関する。背景技術

自動車用の変速機としては手動変速機が用いられるが、近年、変速ユニットの切り換えを自動的に行なうと共に、クラッチの断接を自動的に行なう自動車用変速機が各種提案されている。国際公開 W0 01/31234 A1は、この様な自動車用変速機で変速ュニットを構成するギヤの切り換えを行なう為の電導駆動装置を開示している。以下、上記国際公開に係る変速機用電動駆動装置について、図 6〜8を参照しながら説明する。

ミッシヨンケース 1は、手動変速機と同様の変速ュニットを内蔵するケースである。ミッションケース 1の側面からは、この変速ユニットの変速比を切り換える為の切換シャフ卜 2の先端部 3が突出している。この先端部 3の中間部には、雄スプライン部 4が形成されている。雄スプライン部 4は、その内周面に雌スプラインが形成されたスプライン筒 5とスプライン係合している。スプライン筒 5 から突出した先端部 3のさらに端部には、外周面に係合溝 6が形成された係合駒 7が結合している。

動作切換シャフト 2は、セレクト動作時には軸方向（図 6の表裏方向、図 7の上下方向）に変位し、またシフト動作時には回転する。ここで、セレクト動作とは、一般的な手動式フロアシフト車でシフトレバ一を車両の幅方向に変位させる動作であり、これにより変速の為のギヤを選択する。一方、シフト動作とは、同じくシフトレバ一を車両前後方向に変位させる動作であり、これにより選択したギヤに対応するシンクロメッシュ機構が結合される。以下、セレクト動作及びシフト動作について詳細に説明する。ここでは、図 9 に示す様に、前進 5段（ 1速〜 5速）、後退 1段（R ) の 6種類の変速状態を実現する変速ュニットを考える。

セレクト動作では、図 9の左右方向両端位置と左右方向中央位置との 3種類の位置のうち一つが選択される。このセレクト動作では、シンクロメッシュ機構がフリ一状態に保たれるため、ニュートラル状態のまま何れの変速状態ともならない。シフト動作では、ニュートラル状態である 3種類の何れかの位置から、何れかの方向（図 9の上方又は下方）にシフトレバーを変位させる。これにより、何れかのシンクロメッシュ機構が接続状態とされ、何れかの変速状態となる。ここで、国際公開 W0 01/31234 A1によれば、セレクト動作において上記切換シャフト 2を軸方向に変位させるために、上記ミッシヨンケース 1の外面と上記係合駒 7 との間に、摇動式ァクチユエ一夕であるセレクト用ァクチユエ一夕 8が設けられている。

セレクト用ァクチユエ一夕 8は、図 8に示す様に、セレクト用電動モータ 9と、セレクト用電動モー夕 9の出力軸により回転駆動される多条ウォームギヤ 1 0を有している。多条ウォームギヤ 1 0は、ウォームホイール 1 1と嚙合している。ウォームホイール 1 1の回転中心である出力軸 1 2は、揺動腕 1 3の基端部に結合固定されており、揺動腕 1 3はウォームホイール 1 1と共に回転する。揺動腕 1 3の先端部片側面（図 6の左端部上面）に形成された係合凸部 1 4は、係合駒 7の係合溝 6に係合しており、切換シャフト 2を軸方向に変位自在としている。一方、ミッシヨンケース 1の外面とスプライン筒 5の外周面に固設した駆動腕 1 5の先端部との間には、切換シャフト 2を回転させる直動式ァクチユエ一夕であるシフト用ァクチユエ一夕 1 6が設けられている。シフト用ァクチユエ一夕 1 6は、ミッシヨンケース 1に対し揺動変位自在に支持されたケ一シング 1 7を有する。ケ一シング 1 7に支持固定された正転逆転自在なシフト用電動モー夕は、ケ一シング 1 7内に設けたボールねじ機構を介して、出力軸 1 8を軸方向に押し引きする。

上述の変速機用電動駆動装置は、次の様にして、ミッションケース 1に内蔵した変速ュニッ卜のギヤを切り換える。先ず、セレクト用電動モー夕 9を所定方向に回転させて、前記揺動腕 1 3を図 7の上下方向に揺動変位させる。そして、この揺動腕 1 3の先端部に設けられた係合凸部 1 4により前記切換シャフト 2を、係合駒 7を介して所定方向に軸方向変位させ、セレクト動作を行なう。セレクト動作を行なった後、シフト動作を行なうべく、上記シフト用ァクチユエ一夕 1 6 を伸縮させる事により、駆動腕 1 5を介して切換シャフト 2を所定方向に回転させる。

上記構造の場合、揺動腕 1 3の基端部は出力軸 1 2の先端部に結合ねじを介して結合している。しかしながら、揺動腕 1 3の基端部を出力軸 1 2の先端部に結合している結合ねじは、長期間に亙る使用に伴い緩む可能性がある。上記揺動腕 1 3が切換シャフト 2を軸方向に変位させる際には、この揺動腕 1 3の基端部が上記出力軸 1 2の先端部に対して、僅かとは言えこの出力軸 1 2の回転方向とは逆方向に相対変位する。この変位は、切換シャフト 2を軸方向に変位させる動作の反作用に基づき、上記出力軸 1 2の先端面に形成した凹部 2 3の内側面と上記揺動腕 1 3の基部両側縁と間の微小隙間により、或はこの凹部 2 3の両側部分の弾性変形により生じる。

何れにしても、上記揺動腕 1 3の基端部が上記出力軸 1 2の先端部に対して変位すると、この揺動腕 1 3の基端部外面にその頭部を突き当てた結合ねじが、この揺動腕 1 3と同方向に変位する傾向になる。上記構造の場合、結合ねじを螺合させたねじ孔が、出力軸 1 2の先端面中心部に存在するため、上記変位に伴って結合ねじが、ねじ孔に対し回転する傾向になる。この回転する傾向は、揺動腕 1 3の往復揺動に伴って両方向に生じるが、結合ねじをねじ孔に対して回転させる為に要する力は、緊締する方向よりも緩める方向の方が小さい。従って、揺動腕 1 3の往復揺動の繰り返しに伴い、結合ねじが次第に緩む可能性がある。

上述のような原因による結合ねじの緩みを防止する為には、この結合ねじの頭部と揺動腕 1 3との間に緩み止めの為の係合部を設ける事が考えられる、但し、緩み止めの為に専用の係合部を設ける事は、加工及び組立作業が面倒になり、コスト上昇の原因となる。発明の開示本発明の揺動式ァクチユエ一夕は、この様な事情に鑑みて、揺動腕を出力軸に結合固定する為のねじの緩みを防止できる構造を実現するものである。

本発明の揺動式ァクチユエ一夕は、支持部材に回転自在に支持された出力軸と、前記出力軸を回転駆動する為の駆動源と、基端部が前記出力軸の先端面に結合固定された出力腕とを備えており、前記出力腕の先端部で被駆動部を駆動するものである。この揺動式ァクチユエ一夕は、前記出力軸の前記先端面であって、前記出力軸の回転中心から外れた部分に設けられたねじ孔と、前記出力腕の前記基端部に形成された通孔と、前記通孔に揷通された状態で前記ねじ孔に螺合した結合ねじと、前記出力腕の基端部で前記通孔から外れた部分と前記出力軸の先端面で前記ねじ孔から外れた部分との間に設けられた係合部と、を備えている。

上述の様に構成する本発明の揺動式ァクチユエ一夕の場合には、ねじ孔が出力軸の回転中心から外れた部分に設けられている為、揺動腕の往復揺動に伴って上記ねじ孔に螺合した結合ねじに回転方向の力が加わりにくい。この結果、緩み止めの為に専用の係合部を設けなくても、上記結合ねじが緩みにくくなる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施形態に係るセレクト用ァクチユエ一夕を示す正面図である o

図 2は、本発明の実施の形態に係るセレクト用ァクチユエ一夕を示す平面図である。

図 3は、本発明の実施の形態に係るセレクト用ァクチユエ一夕を示す背面図でめる。

図 4は、本発明の実施の形態に係るセレクト用ァクチユエ一夕を示す側面図でめる。

図 5は、図 1の A— A断面図である。

図 6は、揺動式ァクチユエ一夕を組み込んだ変速機用電動駆動装置の 1例を示す平面図である。

図 7は、図 6の B— B断面図である。

図 8は、図 6の C— C断面図である。図 9は、変速機のシフトパターンの 1例を示す略平面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明に係る揺動式ァクチユエ一夕の実施形態につき詳細に説明する。尚、本実施形態の特徴は、揺動腕の基端部を出力軸の先端面に結合する結合ねじの緩み止めを図る為に、これら揺動腕の基端部と出力軸の先端面との結合構造を工夫した点にある。以下、図面を参照しながら、詳細に説明してゆく。

図 1は揺動式ァクチユエ一夕の一実施形態であるセレクト用ァクチユエ一夕を示す正面図、図 2はセレクト用ァクチユエ一夕の平面図、図 3はセレクト用ァクチユエ一夕の背面図、図 4はセレクト用ァクチユエ一夕の側面図、及び図 5は図 1の A— A線に沿った断面図である。

本実施形態のセレクト用ァクチユエ一夕は、ケ一シング 1 9と、ケ一シング 1 9に組み付けられた駆動源であるセレクト用電動モ一夕 9 aと、ケーシング 1 9 に組み付けられた出力軸 1 2 aとを有する。セレクト用電動モ一夕 9 aの回転駆動軸 2 0の先端に設けられた伝達軸 3 2は、ビニオンギヤ 2 1に固設され、同心に配置されたビニオンギヤ 2 1を回転駆動する。ピニオンギヤ 2 1は、出力軸 1 2 aの中間部外周面に固設したセクタギヤ 2 2と嚙合し、出力軸 1 2 aを両方向に所定角度分回転駆動自在としている。伝達軸 3 2と、出力軸 1 2 aとは、互いに平行な状態でそれそれケーシング 1 9内に、 1対ずつの玉軸受により回転自在に支持されている。以上のような構成により、セレクト用電動モータ 9 aの回転駆動軸 2 0の回転は、伝達軸 3 2と、ビニオンギヤ 2 1と、セクタギヤ 2 2とを介して、上記出力軸 1 2 aに伝達されている。

出力軸 1 2 aの先端面（図 5の右端面）には、ねじ孔 2 4及び係止孔 3 3が、それそれ出力軸 1 2 aの軸方向に沿って形成されている。ねじ孔 2 4は、出力軸 1 2 aの回転中心からずれた部分、即ち、出力軸 1 2 aの外周面寄り部分に形成されている。一方、係止孔 3 3は、出力軸 1 2 aの先端面の一部で、先端面の中心に関しねじ孔 2 4と逆方向にずれた部分に形成されている。言い換えれば、ねじ孔 2 4と係止孔 3 3の中心同士を結ぶ直線の中間（必ずしも中央でなくても良い）に、上記先端面の中心（出力軸 1 2 aの軸中心）が存在する。一方、揺動腕 1 3 aの基端部には、通孔 2 5及び第二の通孔 3 4が形成されている。通孔 2 5と第二の通孔 3 4との間のピッチは、ねじ孔 2 4と係止孔 3 3との間のピッチと同じである。従って、通孔 2 5と上記ねじ孔 2 4とを整合させた状態で、係止孔 3 3と第二の通孔 3 4とが整合する。又、第二の通孔 3 4は、通孔 2 5より揺動腕 1 3 aの基端寄り部分に形成されている。

通孔 2 5と第二の通孔 3 4とを形成した揺動腕 1 3 aの基端部は、ねじ孔 2 4 と係止孔 3 3とを有する出力軸 1 2 aの先端面に結合固定されている。結合にあたっては、先ず、上記係止孔 3 3と上記第二の通孔 3 4とを互いに整合させた状態で、これら両孔 3 3、 3 4同士の間にスプリングビン 3 5を掛け渡す。この状態でスプリングピン 3 5は、上記両孔 3 3、 3 4の一方又は双方の内周面と摩擦係合する。次いで、通孔 2 5内に挿通された結合ねじ 2 6をねじ孔 2 4に螺合し更に緊締する。この状態で、結合ねじ 2 6の頭部 3 1に一体に形成した、或は結合ねじ 2 6に外嵌した別体のヮッシャ 3 6の一部が、上記第二の通孔 3 4の一部を塞ぎ、スプリングビン 3 5が両孔 3 3、 3 4同士の間からの脱落を確実に防止する。これら両孔 3 3、 3 4同士の間に掛け渡す部材は、一般的な弾性を持たないピンであっても良い。

揺動腕 1 3 aの先端部には、係合凸部 1 4 aが嵌合固定されている。係合凸部 1 4 aは、切換シャフト 2に固定した係合駒 7 (図 6〜7参照）と係合自在に構成されている。

ケ一シング 1 9には、変位センサ 2 7が上記出力軸 1 2 aと同心に支持されている。この変位センサ 2 7の検出部 2 8に突設された係合突起 2 9は、出力軸 1 2 aの基端部に形成した係合凹部 3 0に係合している。変位センサ 2 7は、検出部 2 8の回転角度に応じて、抵抗値等の電気的特性が変わるポテンショメ一夕の如きもので、その測定値に基づき、上記出力軸 1 2 aの揺動角度を検出自在としている。

上述の様な構成を有する、セレクト用ァクチユエ一夕 8 aにより、図 6の切換シャフト 2を軸方向に変位させる場合は、セレクト用電動モータ 9 aを駆動してピニオンギヤ 2 1を所定方向に回転させる。ビニオンギヤ 2 1の回転により、セクタギヤ 2 2を介して出力軸 1 2 aが回動し、上記揺動腕 1 3 aが揺動変位する。そして、この揺動腕 1 3 aの先端部に設けた係合凸部 1 4 aが、上記切換シャフト 2を軸方向に変位させる。ここで、変位センサ 2 7は、上記出力軸 1 2 aの回転角度として変位量を検出する。

以上本実施形態によれば、揺動腕 1 3 aの基端部が出力軸 1 2 aの先端面に結合固定された状態では、出力軸 1 2 aから揺動腕 1 3 aにトルクが伝達されるがこのトルク伝達に伴う、上記揺動腕 1 3 aの基端部の、上記出力軸 1 2 aの先端部に対する微小な揺動変位に拘らず、上記結合ねじ 2 6の緩みが防止される。即ち、本実施形態においても、上記トルク伝達に伴い、揺動腕 1 3 aの基端部が、上記出力軸 1 2 aの先端部に対し、この出力軸 1 2 aの回転方向とは逆方向に、出力軸 1 2 aの軸心を中心として相対的に微小変位する。本実施形態の場合、結合ねじ 2 6を螺合させたねじ孔 2 4が、上記出力軸 1 2 aの軸心から外れた部分に設けられている為、上記微小変位に伴って、上記ねじ孔 2 4に螺合した結合ねじ 2 6に回転方向の力が加わりにくい。この結果、緩み止めの為に専用の係合部を設けなくても、上記結合ねじ 2 6が緩みにくくなる。

尚、本実施形態では、結合ねじ 2 6を螺合させる為のねじ孔 2 4の位置を工夫する事により、結合ねじ 2 6の緩み止めを図った点にある。結合ねじ 2 6を中心として上記揺動腕 1 3 aが出力軸 1 2 aに対し相対回転する事を防止する為の構造に関しては、スプリングピン 3 5に限定されず、従来から知られている各種構造を採用する事ができる。但し、ピンと孔との係合により行なう構造の場合には、各部の加工が容易であるため、コストの低減を図ることができる。

以上、本発明に係る実施態様を説明したが、本発明は、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2000年 2月 7日出願の日本特許出願（特願 2002— 031248) に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。産業上の利用可能性

信頼性が高く、また低コストな揺動式ァクチユエ一夕を得ることが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 支持部材に回転自在に支持された出力軸と、前記出力軸を回転駆動する為の駆動源と、基端部が前記出力軸の先端面に結合固定された出力腕とを備え、前記出力腕の先端部で被駆動部を駆動する揺動式ァクチユエ一夕であって、

前記出力軸の前記先端面であって、前記出力軸の回転中心から外れた部分に設けられたねじ孔と、

前記出力腕の前記基端部に形成された通孔と、

前記通孔に揷通された状態で前記ねじ孔に螺合した結合ねじと、

前記出力腕の基端部で前記通孔から外れた部分と上記出力軸の先端面で前記ねじ孔から外れた部分との間に設けられた係合部と、を備えた事を特徴とする揺動式ァクチユエ一夕。

2 . 前記出力軸の軸中心は、前記結合ねじと前記係合部との間にあることを特徴とする請求項 1記載の揺動式ァクチユエ一夕。