JP3591714B2 - 変速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレバー及びセレクトレバーのうち少なくともシフトレバーを電動モータにより駆動する変速装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の変速装置として、本出願人は、セレクト用シリンダとシフト用シリンダとによって自動的にセレクト・シフト作動する機械式自動トランスミッションのシフト用シリンダに電磁弁がエアを給排制御し、この電磁弁の排気流路側に上記シフト用シリンダのピストンと連動して作動する可変絞り手段が設けられたトランスミッション用シリンダ制御装置を特許出願した(特開平7−332485号)。この制御装置では、可変絞り手段がシフト用シリンダの反プッシュロッド側のシリンダ端面壁に設けられた排気流路を有し、この排気流路に電磁弁の排気通路が接続される。また上記シリンダ端面壁にはプッシュロッドと同軸線上に軸受スリーブが設けられ、この軸受スリーブ内にはプッシュロッドと結合したスプールが摺動可能に挿入される。更にこのスプールにはシフト用シリンダのピストンと連動して進退移動する第1小径部、大径部及び第2小径部が形成される。
【0003】
このように構成されたトランスミッション用シリンダ制御装置では、シフト力が小さくかつ耐久性への影響が少ない時期、即ちシンクロの同期が始るまでと同期が終ってからはピストンが素早く動くので、シフト時間を短縮できる。一方、シンクロの同期が始ると、シフト力の発生が大きくかつ耐久性への影響が大きくなるけれども、可変絞り手段がシンクロの同期開始から終了までピストンの移動速度を遅速制御するので、ピストンの移動速度が遅くなる。この結果、変速ギヤの破損を防止するなど、シンクロ部品の耐久性を向上できるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の特開平7−332485号公報に示されたトランスミッション用シリンダ制御装置では、シフト用シリンダに排気流路や軸受スリーブが設けられ、また軸受スリーブに第1小径部、大径部及び第2小径部を有するスプールが挿入され、シフト用シリンダの構造が複雑になり、装置の製造コストを押上げる不具合があった。
また、上記従来のトランスミッション用シリンダ制御装置では、車種によってストローク量及び操作力の異なるエアシリンダを、セレクト用シリンダ及びシフト用シリンダとして用いなければならず、汎用性がない問題点があった。
【0005】
本発明の目的は、比較的簡単な構成でかつ汎用性を有し、またシフト用電動モータにてシフトレバーのシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールすることにより、変速ギヤの破損を防止できる、変速装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、図1及び図2に示すように、変速ギヤの複数のフォークシャフト12〜15のいずれかに選択的に係合可能であって上記係合したフォークシャフト12〜15をその軸方向に摺動可能なシフトレバー16と、シフトレバー16を複数のフォークシャフト12〜15のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー17と、セレクトレバー17を駆動するセレクト用電動モータ18と、シフトレバー16を駆動するサーボモータからなるシフト用電動モータ19と、シフト用電動モータ19による入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部及びこの圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部29aを有しシフトレバー16の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段29と、運転席に設けられ運転者が操作するチェンジレバー36と、チェンジレバー36の操作位置を検出する操作検出スイッチ37と、操作検出スイッチ37の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ18及びシフト用電動モータ19をそれぞれ制御するコントローラ43とを備えた変速装置である。
【0007】
この請求項1に記載された変速装置では、運転者がチェンジレバー36を操作すると、コントローラ43は操作検出スイッチ37の検出出力に基づいてセレクト用電動モータ18及びシフト用電動モータ19を制御する。即ち、コントローラ43は先ずセレクト用電動モータ18を制御してセレクトレバー17を駆動し、シフトレバー16を所定のフォークシャフト12〜15に係合させる。次にコントローラ43はシフト用電動モータ19を制御してシフトレバー16を駆動し、フォークシャフト12〜15をその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。このとき回転速度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータ19を用いることにより、シフトレバー16のシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段29がシフト用電動モータ19によるシフトレバー16の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ19として比較的小出力のモータを用いることができ、シフト用電動モータ19を小型化できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、車両の変速装置11は変速ギヤの複数のフォークシャフト12〜15のいずれかに選択的に係合可能なシフトレバー16と、このシフトレバー16を複数のフォークシャフト12〜15のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー17と、セレクトレバー17を駆動するセレクト用電動モータ18と、シフトレバー16を駆動するシフト用電動モータ19とを備える。複数のフォークシャフト12〜15はこの実施の形態では4本であり、これらのフォークシャフト12〜15は所定の間隔をあけて互いに平行にかつ軸方向に摺動可能に設けられる(図2及び図3)。これらのフォークシャフト12〜15にはスリーブ(図示せず)に係合するシフタフォーク21(図3)がそれぞれ固着され、シフタフォーク21は上記フォークシャフト12〜15及び変速ギヤ(図示せず)とともにギヤケース22に収容される。フォークシャフト12〜15の上方には平面視で上記フォークシャフト12〜15に直交するように保持軸23が設けられ、シフトレバー16はこの保持軸23にスプライン嵌合される(図2及び図3)。保持軸23はその軸線を中心に回動可能にギヤケース22に挿入され、シフトレバー16は保持軸23の軸線に沿って摺動可能にかつ保持軸23に対して回動不能にギヤケース22に収容される。
【0009】
シフトレバー16は上記保持軸23にスプライン嵌合されたボス部16aと、このボス部16aの下端に突設されたシフト用突起16bとを有する(図2及び図3)。4本のフォークシャフト12〜15には上記シフト用突起16bを挟持可能な一対の挟持片12a〜15aがそれぞれ保持軸23の長手方向に並んで突設され、シフト用突起16bがこれらの挟持片12a〜15aに選択的に挟持されることによりシフトレバー16がフォークシャフト12〜15に選択的に係合可能に構成される。またシフトレバー16のボス部16a外周面には円周方向に延びる凹溝16cが形成される。なお、フォークシャフトは4本ではなく、2本、3本又は5本以上でもよい。
【0010】
一方、セレクトレバー17はギヤケース22に収容され、その中央はギヤケース22に枢着される(図2及び図3)。またセレクトレバー17の先端には上記凹溝16cに遊挿される球状のセレクト用突起17aが突設され、セレクトレバー17の基端にはこのレバー17の長手方向に延びるセレクト用長孔17b(図2)が形成される。セレクト用電動モータ18はギヤケース22の上面(外面)に取付けられ、その出力軸(図示せず)はセレクト用減速機24を介してセレクトレバー17に連結される(図1及び図2)。セレクト用減速機24はセレクト用電動モータ18の出力軸(図示せず)に嵌着されたウォーム(図示せず)と、このウォームに噛合しかつホイール軸24aに嵌着されたウォームホイール(図示せず)とを有する。ホイール軸24aはギヤケース22に挿入され、その下端にはセレクト用アーム26の基端が固着される(図2)。セレクト用アーム26の先端にはセレクト用ピン27が下方に向って突設され、このセレクト用ピン27の下端は上記セレクトレバー17のセレクト用長孔17bに遊挿される。
【0011】
シフト用電動モータ19はギヤケース22の側面(外面)に取付けられ、その出力軸(図示せず)はシフト用減速機28及びパワーシフト手段29を介してシフトレバー16に連結される(図1〜図3)。シフト用減速機28はシフト用電動モータ19の出力軸(図示せず)に嵌着されたウォーム(図示せず)と、このウォームに噛合しかつホイール軸28aに嵌着されたウォームホイール(図示せず)とを有する(図2)。ホイール軸28aの下端にはシフト用アーム31の基端が固着され、シフト用アーム31の先端にはシフト用ピン32が下方に向って突設される。なお、上記セレクト用電動モータ18及びシフト用電動モータ19は回転速度、回転角度及びトルクの制御が容易なサーボモータを用いることが好ましい。また、この実施の形態では、セレクト用減速機及びシフト用減速機としてウォームギヤを用いたが、ピニオン及びラックを組合わせた歯車機構や、ボールねじ機構等の減速機を用いたり、更に直線運動を回転運動に変換する機構とを組合せて構成してもよい。
【0012】
またパワーシフト手段29は図4に詳しく示すように、入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部(図示せず)と、この圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部29aと、パワーシリンダ部29aで発生した出力をストライカ29bに伝達するシフタロッド29cとを有する。ストライカ29bは略L字状のシフト用ブラケット33を介して保持軸23に連結され、シフタロッド29cの先端にはシフト用ステー34の基端が嵌着される。シフト用ステー34の先端にはギヤケース22の幅方向に延びるシフト用長孔34aが形成され、このシフト用長孔34aに上記シフト用ピン32の下端が遊挿される。上述のパワーシフト手段29はシフト用電動モータ19によるシフトレバー16の駆動力を圧縮エアを用いて支援するように構成される。なお、図1の符号35は上記パワーシフト手段29に接続されたエアタンクであり、このエアタンク35には上記パワーシフト手段29に供給される圧縮エアが貯留される。
【0013】
図1に戻って、運転席には運転者が操作するチェンジレバー36が設けられ、このチェンジレバー36近傍にはこのレバー36の操作位置を検出する操作検出スイッチ37が設けられる。また車両には車速を検出する車速センサ38と、アクセルペダルの踏込み量(アクセル開度)を検出するアクセルセンサ39と、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ41とが設けられる。更にギヤケース22には変速位置を検出する変速位置センサ42が設けられる。操作検出スイッチ37、車速センサ38、アクセルセンサ39、エンジン回転センサ41及び変速位置センサ42の各検出出力はコントローラ43の制御入力に接続され、コントローラ43の制御出力はセレクト用電動モータ18及びシフト用電動モータ19にそれぞれ接続される。
【0014】
このように構成された変速装置11の動作を説明する。
運転者が車両の運転中にチェンジレバー36を操作すると、操作検出スイッチ37がこのレバー36の操作を検出するので、コントローラ43は操作検出スイッチ37、車速センサ38、アクセルセンサ39、エンジン回転センサ41及び変速位置センサ42の各検出出力に基づいて、先ずセレクト用電動モータ18を作動させる。セレクト用電動モータ18が作動すると、このモータ18の回転力はセレクト用減速機24、ホイール軸24a、セレクト用アーム26及びセレクト用ピン27を介してセレクトレバー17に伝達され、セレクトレバー17はシフトレバー16を保持軸23に沿って摺動させ、所定のフォークシャフト、例えばフォークシャフト14の一対の挟持片14aに係合させる。次にコントローラ43はシフト用電動モータ19を作動させる。シフト用電動モータ19が作動すると、シフト用電動モータ19の回転運動はシフト用減速機28、ホイール軸28a、シフト用アーム31、シフト用ピン32及びシフト用ステー34を介してパワーシフト手段29のシフタロッド29cの直線運動に変換され、シフタロッド29cはパワーシフト手段29による支援を受け、ストライカ29b、シフト用ブラケット33及び保持軸23を介してシフトレバー16を所定の方向に回転させる。この結果、シフト用突起16bの係合したフォークシャフト14がその軸方向に摺動するので、変速ギヤがシフトされる。
【0015】
上述のように回転速度、回転角度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータ19を用いることにより、シフトレバー16のシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段29がシフト用電動モータ19によるシフトレバー16の駆動力を支援するので、シフト用電動モータ19として比較的小出力のモータを用いることができ、これによりシフト用電動モータ19を小型化できる。更に手動変速装置に用いられるセレクトレバー17をセレクト用電動モータ18によりセレクト用減速機24を介して駆動し、手動変速装置に用いられるシフトレバー16をシフト用電動モータ19によりシフト用減速機28と手動変速装置に用いられるパワーシフト手段29とを介して駆動するので、多くの手動式変速装置用部品を流用でき、変速装置11を安価に製造することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セレクトレバーがシフトレバーを複数のフォークシャフトのいずれかに選択的に係合させ、セレクトレバー及びシフトレバーを、セレクト用電動モータ及びシフト用電動モータがそれぞれ駆動し、更にサーボモータからなるシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力をパワーシフト手段が支援するように構成したので、チェンジレバーの操作位置を検出する操作検出スイッチの検出出力に基づいてコントローラはセレクト用電動モータを制御してセレクトレバーを駆動し、シフトレバーを所定のフォークシャフトに係合させた後に、シフト用電動モータを制御してシフトレバーを駆動し、フォークシャフトをその軸方向に摺動させて変速ギヤをシフトする。この結果、回転速度、回転角度及びトルクの制御を容易に行えるシフト用電動モータによりシフトレバーのシフトスピード、シフト位置及びシフト力を微妙にコントロールできるので、変速ギヤの破損を防止できる。またパワーシフト手段がシフト用電動モータによるシフトレバーの駆動力を支援するので、シフト用電動モータとして比較的小出力のモータを用いる ことができ、シフト用電動モータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態の変速装置を示す平面構成図。
【図2】その変速装置のフォークシャフト、セレクトレバー及びシフトレバーを含む要部斜視図。
【図3】図2のA−A線断面図。
【図4】図3のB−B線断面図。
【符号の説明】
11 変速装置
12〜15 フォークシャフト
16 シフトレバー
17 セレクトレバー
18 セレクト用電動モータ
19 シフト用電動モータ
22 ギヤケース
24 セレクト用減速機
28 シフト用減速機
29 パワーシフト手段
35 エアタンク(圧縮エア源)
36 チェンジレバー
37 操作検出スイッチ
43 コントローラ
Claims (1)
- 変速ギヤの複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合可能であって前記係合したフォークシャフト(12〜15)をその軸方向に摺動可能なシフトレバー(16)と、
前記シフトレバー(16)を前記複数のフォークシャフト(12〜15)のいずれかに選択的に係合させるセレクトレバー(17)と、
前記セレクトレバー(17)を駆動するセレクト用電動モータ(18)と、
前記シフトレバー(16)を駆動するサーボモータからなるシフト用電動モータ(19)と、
前記シフト用電動モータ(19)による入力に追従して圧縮エアを給排するバルブ部及びこの圧縮エアを受けて出力を発生するパワーシリンダ部 (29a) を有し前記シフトレバー(16)の駆動力を圧縮エアを用いて支援するパワーシフト手段(29)と、
運転席に設けられ運転者が操作するチェンジレバー(36)と、
前記チェンジレバー(36)の操作位置を検出する操作検出スイッチ(37)と、
前記操作検出スイッチ(37)の検出出力に基づいて前記セレクト用電動モータ(18)及び前記シフト用電動モータ(19)をそれぞれ制御するコントローラ(43)と
を備えた変速装置。
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