JP4953423B2 - 変速機の動力伝達構造 - Google Patents

Description

本発明は、変速機の動力伝達構造に関するものである。

一般に、自動車においては、運転者によるシフトレバーの操作に応じて自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）のシフトレンジを切り換えるギヤシフトユニットの出力構造が知られており、特に、自動変速機の変速操作におけるシフト操作力が大きい大型のトラックやバス等の大型車両に装備されるギヤシフトユニットの出力構造においては、その作動源として主に圧縮空気が用いられているが、近年においては、電動モータによるボールネジの軸転運動を、該ボールネジに螺嵌されたナットの直線運動に変換しつつ、該ナットに入力軸を介して接続された出力軸を、エアアシスト構造により圧縮空気圧を補助的に利用してその出力を倍加した状態で伸縮させ、アウタレバー及びシャフトを介してインナレバーを回転させ、自動変速機のシフターヘッド及びシフトロッドを介してシフトレンジを切り換えるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３１４６８７号公報

しかしながら、ギヤシフトユニットの出力軸から自動変速機のシフトロッドまでの動力を伝達する動力系は、一体的に作動するように構成されるため、シフトレンジを切り換える際に自動変速機のシフターヘッド及びシフトロッドがインナーレバーより速く動いた場合には、シフターヘッド等の速い動作がエアアシスト構造の弁体まで伝わり、エアアシスト構造の２つの弁体が交互に開いて、エアアシスト構造のピストンがシフト方向とその逆方向に往復する振動現象（ハンチング）を生じ、エアアシスト構造では弁体の損傷、摺動部の磨耗等を生じる虞があると共に、トランスミッション本体ではシンクロ機構やギヤの異常磨耗等の虞があり、更に、エアの大量消費や排気時の異音の発生を生じるという問題があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、振動現象を防止する変速機の動力伝達構造を提供しようとするものである。

本発明は、ギヤシフトユニットから変速手段に動力を伝えるよう動力系を備える変速機の動力伝達構造であって、前記動力系を分割して隙間を備え、一体的な作動を抑制するよう構成し、
前記ギヤシフトユニットは、入力軸のスライドによりエアを利用して出力軸の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造を備え、前記隙間は、出力軸が入力軸より速く動く動作を抑制するよう出力軸とアウタレバーとの間に構成され、
前記動力系は、ギヤシフトユニットの出力軸からアウタレバーを介してシャフトを回転させる構成を備えたことを特徴とする変速機の動力伝達構造、にかかるものである。

本発明は、ギヤシフトユニットから変速手段に動力を伝えるよう動力系を備える変速機の動力伝達構造であって、前記動力系を分割して隙間を備え、一体的な作動を抑制するよう構成し、
前記ギヤシフトユニットは、入力軸のスライドによりエアを利用して出力軸の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造を備え、前記隙間は、出力軸が入力軸より速く動く動作を抑制するようアウタレバーとシャフトとの間に構成され、
前記動力系は、ギヤシフトユニットの出力軸からアウタレバーを介してシャフトを回転させる構成を備えたことを特徴とする変速機の動力伝達構造、にかかるものである。

本発明において、前記隙間は、シャフトがアウタレバーの軸方向で移動し得るように構成することが好ましい。

本発明の変速機の動力伝達構造によれば、隙間により動力系を分割し、出力軸が入力軸より速く動くことを抑制するので、振動現象（ハンチング）を防止するという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図８は本発明を実施する形態の第一例であって、図１〜図４はギヤシフトユニット、伝達構造、変速手段を示すものであり、図５〜図８はギヤシフトユニットの作動を示すものであり、図９はエアアシスト構造の振動現象（ハンチング）を起こす状態を示すものである。

第一例の変速機の動力伝達構造は、自動変速機本体のシフト操作を行うために、動力系により自動変速機本体の変速手段（変速機）３に動力を伝えるものであり、動力系は、動力発生機構を備えるギヤシフトユニット１と、ギヤシフトユニット１から動力を変速手段３に伝える伝達構造２とからなり、以下、ギヤシフトユニット１、伝達構造２、変速手段３を説明する。

ギヤシフトユニット１は、ハウジング４内に、電動モータ５によって軸転駆動するボールネジ６と、ボールネジ６に螺嵌されてスライド自在に配設されるナット７と、ナット７を一体的に保持するホルダ７ａと、ボールネジ６と同軸上に配置されてナット７及びホルダ７ａと一体的にスライドする入力軸８と、入力軸８の先端側に配置されるカップ９と、入力軸８の周囲に構成されるエアアシスト構造１０とを備えている。ここで、本発明のギヤシフトユニット１は、電動モータ５によるボールネジ６の回転運動を備えるものに限定されるものでなく、電動モータ５及びボールネジ６等を備えていない従来のものでも良い。

又、ギヤシフトユニット１のエアアシスト構造１０は、入力軸８の軸方向に沿って移動し且つハウジング４の内壁面との間にエア導入室１１と第一エア室１２と第二エア室１３を区分けして形成するピストン部１４と、エア導入室１１にエアを導入するようハウジング４に形成される吸気ポート１５と、エア導入室１１から第一エア室１２へエアを導入するようピストン部１４のエア流路を開閉する第一弁体１６と、エア導入室１１から第二エア室１３へエアを導入するようピストン部１４のエア流路を開閉する第二弁体１７と、入力軸８のスライドにより第一弁体１６を押圧するリフタ１６ａと、第一のピストン部１４の先端側に位置してカップ９を押圧する出力軸１８とを備えている。

伝達構造２は、出力軸１８のスライドによりカップ９を介して回転するアウタレバー１９と、アウタレバー１９の上方の端側に配置されてアウタレバー１９の回転により軸転するシャフト２０と、シャフト２０の軸方向にスライド可能で且つシャフト２０の軸転により回転するように配置されたインナレバー２１とを備えている。

ここで、カップ９を形成する凹部状の受け部９ａと、アウタレバー１９の下端に形成される球面座２２との間には、動力系を分割するよう、出力軸１８とアウタレバー１９とを分離する隙間２３を備えている。又、アウタレバー１９の上部には、シャフト２０の孔２０ａを挿通するネジ部２４を形成しており、ネジ部２４には、シャフト２０を挟み込むようワッシャ２４ａ及び締結ナット２５を締結し、シャフト２０を固定している。

一方、変速手段３は、ギヤシャフト２６に配置されるギヤ２７と、ギヤ２７に隣接するドッグ２８及びシンクロコーン２９と、ギヤシャフト２６に同軸に配置されるシンクロリング３０及びスリーブ３１と、スリーブ３１に接続されるシフトフォーク３２と、シフトフォーク３２を移動させるシフトロッド３３と、インナレバー２１に対応してシフトロッド３３を移動させるようインナレバー２１の下端を囲むコ字状のシフターヘッド３４とを備えている。

以下、本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。

ギヤシフトユニット１を作動させて変速手段（変速機）３をニュートラルの状態からシフトする際には、初めにギヤシフトユニット１においてモータの駆動によりボールネジ６を軸転させ、図５に示す如く入力軸８を介してリフタ１６ａをスライドさせ、図６に示す如くリフタ１６ａにより第一弁体１６を押圧し、図７に示す如く、エア流路を開放してエア導入室１１から第一エア室１２へエアを導入し、図８に示す如く、エアアシストを受けたピストン部１４をスライドさせて出力軸１８を移動させる。なお、図９は、出力軸１８、カップ９、アウタレバー１９、シャフト２０、インナレバー２１、シフターヘッド３４等の動力系が一体的に作動する従来の構成の場合に、出力軸１８からシフターヘッド３４側の動力系が入力軸８より速く動くことにより、ピストン部１４が入力軸８を追い越し、第二弁体１７を押圧して第二エア室１３へエアが導入されてしまうことを示しており、これにより、第一弁体１６及び第二弁体１７が交互に開いて、ピストン部１４の振動現象（ハンチング）を生じることを示している。

次に、出力軸１８を移動させることにより、カップ９を介してアウタレバー１９を回転し、更にシャフト２０を軸転させてインナレバー２１を回転する。続いて、インナレバー２１の回転により、シフターヘッド３４及びシフトロッド３３を移動させて、シフトフォーク３２を介しスリーブ３１をスライドさせ、スリーブ３１は、ニュートラル位置からシンクロ位置へ向かうよう、シンクロリング３０をシンクロコーン２９に押し付けてシンクロリング３０とシンクロコーン２９を同期させ、同期が終了した後には、スリーブ３１がシンクロリング３０を超えてドッグ２８の方向へ移動し、ドッグ２８と組み合わさり、シフトを完了する。

ここで、シフターヘッド３４及びシフトロッド３３がインナレバー２１より速く動いた場合には、シフターヘッド３４等の速い動作がアウタレバー１９まで伝わるが、アウタレバー１９の下端の球面座２２とカップ９の凹部状の受け部９ａとの間に形成された隙間２３により、シフターヘッド３４の動きがカップ９及び出力軸１８にダイレクトに伝わることがなく、出力軸１８の速い動作や動力系全体の一体的な動作が緩和される。又、隙間２３の間隔は、所定の範囲に限定されることにより、動力系の一体的な動作を抑制すると同時に、変速手段３でニュートラルの位置を出し得るようにしている。

このように、本発明を実施する形態の第一例によれば、隙間２３により動力系を分割して一体的な作動を抑制すると共に、動力系の一体的な質量を分割するので、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を防止し、結果的に、エアアシスト構造ではピストン部１４、第一弁体１６、第二弁体１７の損傷や、摺動部の磨耗等を抑制し、トランスミッション本体ではシンクロ機構やギヤの異常磨耗等を抑制し、更に、エアの大量消費や排気時の異音の発生を防止することができる。

又、動力系は、ギヤシフトユニット１の出力軸１８からアウタレバー１９を介してシャフト２０を回転させる構成を備え、隙間２３を、出力軸１８のカップ９とアウタレバー１９の球面座２２との間に構成すると、動力系を容易に分割して一体的な作動を抑制すると共に、動力系の一体的な質量を分割するので、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を好適に防止することができる。

更に、ギヤシフトユニット１は、入力軸８のスライドによりエアを利用して出力軸１８の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造１０とを備え、隙間２３は、出力軸１８が入力軸８より速く動く動作を抑制するように構成されると、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を一層好適に防止することができる。

図１０は本発明を実施する形態の第二例であって、動力を伝達する動力系を拡大して示すものであり、図中図１〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

第二例の変速機の動力伝達構造は、動力系の伝達構造を変更したものであり、ギヤシフトユニット１、変速手段（変速機）３は第一例と略同じである。

動力系の伝達構造３５は、入力軸８又は出力軸１８のスライドによりカップ３６を介して回転するアウタレバー３７と、アウタレバー３７の外側に配置されてアウタレバー３７の回転により軸転するシャフト３８と、シャフト３８の軸方向にスライド可能で且つシャフト３８の軸転により回転するように配置されたインナレバー２１とを備えている。

ここで、カップ３６とアウタレバー３７の間では、アウタレバー３７を回転可能にするよう、アウタレバー３７の球面座３９をほとんど隙間のない状態でカップ３６の凹部状の受け部３６ａにより支持しており、アウタレバー３７の上部には、シャフト３８の孔３８ａを挿通するネジ部４０を形成しており、ネジ部４０には、シャフト３８を配置するよう、シャフト３８から隙間４１を介してダブルナット４２を締結し、シャフト３８を隙間４１の間隔の範囲でネジ部４０の軸方向へ移動可能にしている。

以下、本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。

ギヤシフトユニット１を作動させて変速手段（変速機）３をニュートラルの状態からシフトする際には、第一例と略同様に作動させる。

シフターヘッド３４及びシフトロッド３３がインナレバー２１より速く動いた場合には、シフターヘッド３４等の速い動作がシャフト３８まで伝わるが、シャフト３８の孔３８ａとアウタレバー３７のネジ部４０との間に形成された隙間４１により、シャフト３８がアウタレバー３７のネジ部４０の軸方向へ移動し、アウタレバー３７のネジ部４０の接触位置を変更して回転中心の距離を変え、シフターヘッド３４の動きがアウタレバー３７、カップ９及び出力軸１８にダイレクトに伝わることがなく、出力軸１８の速い動作や動力系全体の一体的な動作が緩和される。又、隙間４１の間隔は、所定の隙間４１範囲に限定されることにより、動力系の一体的な動作を抑制すると同時に、変速手段３でニュートラルの位置を出し得るようにしている。

このように、本発明を実施する形態の第二例によれば、隙間４１により動力系を分割して一体的な作動を抑制すると共に、動力系の一体的な質量を分割するので、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を防止し、結果的に、エアアシスト構造１０ではピストン部１４、第一弁体１６、第二弁体１７の損傷や、摺動部の磨耗等を抑制し、トランスミッション本体ではシンクロ機構やギヤの異常磨耗等を抑制し、更に、エアの大量消費や排気時の異音の発生を防止することができる。

又、動力系は、ギヤシフトユニット１の出力軸１８からアウタレバー３７を介してシャフト３８を回転させる構成を備え、隙間４１を、アウタレバー３７とシャフト３８との間に構成すると、動力系を容易に分割して一体的な作動を抑制すると共に、動力系の一体的な質量を分割するので、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を好適に防止することができる。

更に、隙間４１は、シャフト３８をアウタレバー３７の軸方向へ移動可能に構成すると、回転中心の距離を変えるので、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を一層好適に防止することができる。

又、ギヤシフトユニット１は、入力軸８のスライドによりエアを利用して出力軸１８の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造１０を備え、隙間４１は、出力軸１８が入力軸８より速く動く動作を抑制するように構成されると、エアアシスト構造１０の振動現象（ハンチング）を一層好適に防止することができる。

尚、本発明の変速機の動力伝達構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、動力系を分割して一体的な動作を抑制するならば、変速手段、伝達構造のどの部分に隙間を構成しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の第一例において、ギヤシフトユニットと伝達構造との動力系を示す断面図である。 本発明を実施する形態の第一例において動力系を分割した構造を拡大して示す断面図である。 ギヤシフトユニット、伝達構造、変速機の一部を示す概念図である。 ギヤシフトユニット、伝達構造、変速機のシンクロ機構を示す概念図である。 ボールネジの軸転により入力軸をスライドさせた状態を示す作動図である。 入力軸のスライドにより第一弁体を押圧する状態を示す作動図である。 第一弁体を開いてエア導入室から第一エア室にエアを導入する状態を示す作動図である。 第一エア室にエアを導入してピストン部をスライドさせる状態を示す作動図である。 第二弁体を開いてエア導入室から第二エア室にエアを導入する状態を示す作動図である。 本発明を実施する形態の第二例において動力系を分割した構造を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ ギヤシフトユニット（動力系）
２ 伝達構造（動力系）
３ 変速手段（変速機）
８ 入力軸
１０ エアアシスト構造
１８ 出力軸
１９ アウタレバー
２０ シャフト
２３ 隙間
３５ 伝達構造（動力系）
３７ アウタレバー
３８ シャフト
４１ 隙間

Claims (3)

1. ギヤシフトユニットから変速手段に動力を伝えるよう動力系を備える変速機の動力伝達構造であって、前記動力系を分割して隙間を備え、一体的な作動を抑制するよう構成し、
   前記ギヤシフトユニットは、入力軸のスライドによりエアを利用して出力軸の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造を備え、前記隙間は、出力軸が入力軸より速く動く動作を抑制するよう出力軸とアウタレバーとの間に構成され、
   前記動力系は、ギヤシフトユニットの出力軸からアウタレバーを介してシャフトを回転させる構成を備えたことを特徴とする変速機の動力伝達構造。
2. ギヤシフトユニットから変速手段に動力を伝えるよう動力系を備える変速機の動力伝達構造であって、前記動力系を分割して隙間を備え、一体的な作動を抑制するよう構成し、
   前記ギヤシフトユニットは、入力軸のスライドによりエアを利用して出力軸の出力を倍加した状態で伸縮させるエアアシスト構造を備え、前記隙間は、出力軸が入力軸より速く動く動作を抑制するようアウタレバーとシャフトとの間に構成され、
   前記動力系は、ギヤシフトユニットの出力軸からアウタレバーを介してシャフトを回転させる構成を備えたことを特徴とする変速機の動力伝達構造。
3. 前記隙間は、シャフトがアウタレバーの軸方向へ移動し得るように構成したことを特徴とする請求項２記載の変速機の動力伝達構造。

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