JPH0861487A - 変速機シフト装置 - Google Patents

変速機シフト装置

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JPH0861487A
JPH0861487A JP7219893A JP21989395A JPH0861487A JP H0861487 A JPH0861487 A JP H0861487A JP 7219893 A JP7219893 A JP 7219893A JP 21989395 A JP21989395 A JP 21989395A JP H0861487 A JPH0861487 A JP H0861487A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ギヤチェンジ変速機用のシフト機構の構造及
び制御を簡単にする。 【解決手段】 制御信号に応答するアクチュエータ58を
使用して二次シフトレール56を軸方向に変位させること
によって、一次シフトレール52に作用するばね60A、60B
に予荷重を加えるようにしており、歯車の同期またはト
ルク中断が発生して所望の歯車シフトを行うことができ
るようになるまで、カップリング部材62A、62B が二次シ
フトレール56及び一次シフトレール52間を相対移動でき
るようにしているギヤチェンジ変速機用の変速機シフト
装置。ばね予荷重力を一次シフトレール52に発生させる
相対移動を継続すると、やがて二次シフトレール56が、
一次シフトレール52の一部として形成された一次フラン
ジ52A、52B に隣接したカプラーの一部に接触して、アク
チュエータがシフトレール及びシフトフォークに固定連
結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤチェンジ変速
機用のシフト機構、特にシフトフォークが線形アクチュ
エータによって変位した複数のばねによって初期移動及
び／または予荷重を与えられるギヤチェンジ変速機用の
シフト機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シフトレールまたはシフトロッドとして
も知られており、それぞれ１つのシフトフォークを支持
しているか、それに対応している１つまたは複数の軸方
向に移動可能なシフトバーを選択的に軸方向移動させる
ことによって、選択された変速歯車を連結するか、切り
離すことができる。シフトバーの移動によって、クラッ
チ部材、またはクラッチ歯を設けた歯車、またはジョー
クラッチを軸方向移動させることは従来より公知であ
り、例えば米国特許第4,445,393 号、第4,754,665、第
4,876,924 号及び第5,053,961 号に記載されており、こ
れらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００３】一般的に加圧作動油、加圧空気、または電
気モータで作動する無人作動式シフトバーハウジングア
センブリ及びそのための制御装置は公知であり、例えば
米国特許第4,428,248 号、第4,445,393 号、第4,722,23
7 号及び第4,873,881 号に記載されており、これらはす
べて本発明の譲受人に譲渡されており、開示内容はすべ
て参考として本説明に含まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来型作動式シフトバ
ーハウジングアセンブリは全体的に満足でき、現在使用
されているか、遠隔操作形及び／または自動制御型チェ
ンジギヤ変速機用に開発中であるが、従来型アセンブリ
は複雑であること、及び／または製造、据え付け及び／
または保守点検のコストが高いため、完全には満足でき
るものではない。これらの従来装置はまた、シフトレー
ルに動力を与えるために使用される流体に圧縮性がある
こと、または歯車装置内の非同期またはトルクローディ
ングのためにギヤチェンジを直ちに実行できない時に電
気アクチュエータが受ける高電流のため、制御が遅く、
困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気ア
クチュエータを用いた時の従来技術の問題点を最小限に
抑えるか、解決することによって、変速機の同期または
トルク中断が生じた時にギヤシフトを完了できるように
シフトフォークを所望位置へ押し進めるばねを押し付け
るために電気アクチュエータを用いることができる。本
発明のシフト機構を用いることによって、シフトを直ち
に実行できない時に過大なモータ電流を防止するための
特別な制御方策が必要でなくなり、これによって従来型
シフト装置の問題点を最小限に抑えることができる。
【０００６】ギヤチェンジ変速機シフト装置用の本発明
は、シフトフォークを支持している一次（第一）シフト
レールに対して反作用する作動ばねを軸方向変位及び圧
縮させることができる二次（第二）シフトレールを軸方
向変位させるボールランプ機構を駆動する電気モータ等
の一種の電気アクチュエータを用いている。シフトばね
は力を与えて、一次シフトレールを移動させるか、それ
に予荷重を加えることができ、それによって、同期化が
適当であれば直ちに、一次シフトレールに取り付けられ
たシフトフォークを歯車選択位置へ移動させる。同期化
が適当でない場合、作動ばねの圧縮は一次シフトレール
に予荷重を加えるだけで、同期が発生すると直ちにシフ
トを実行できるようにする。二次シフトレールがアクチ
ュエータによってさらに軸方向変位すると、シフトカラ
ーが二次シフトレールの作用を受けるため、それが一次
シフトレールに直接的に作用することによって、直ちに
（ばね荷重に無関係に）大きい荷重が一次シフトレール
に、従ってシフトフォークに伝達される。このように、
同期が発生していない時、アクチュエータは、変速機の
歯車機構の非同期によって軸方向移動が阻止されている
シフトフォークに作用するのではなく、ばねに予荷重を
与えるようにリンク機構を軸方向移動させるだけである
から、アクチュエータに供給される電気エネルギーは最
低限である。このように、様々な電気部材のエネルギー
必要量が最適化され、機械部品の強さを減少させること
ができるため、コスト及び複雑さを軽減でき、シフト機
構の性能全体を改善できる。
【０００７】本発明の１つの目的は、シフトフォークに
作用するばねに予荷重を加えることによって迅速な歯車
シフトを提供するギヤチェンジ変速機シフト装置を提供
することである。
【０００８】本発明の別の目的は、非同期シフトモード
においてシフトフォークに作用するばねに予荷重を加
え、それによってモータの完全軸方向移動を可能にする
ことによって、線型アクチュエータに供給される電流を
最小限に抑えるギヤチェンジ変速機シフト装置を提供す
ることである。
【０００９】本発明の別の目的は、線型アクチュエータ
を用いてシフトフォークに作用するばねに予荷重を加え
ることによって、滑らかなギヤシフトを与えるギヤチェ
ンジ変速機シフト装置を提供することである。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、最初にシフト
フォークに作用するばねに予荷重を加えた後、ギヤシフ
トリンク機構から一次シフトレールへ直接的に力を加え
ることによって滑らかなギヤシフトを与えるギヤチェン
ジ変速機シフト装置を提供することである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下の説明において、便宜上一定
の用語を用いるが、それらは参考にすぎず、制限的なも
のではない。例えば、「前方」及び「後方」は、それぞ
れ車両に通常に取り付けた時の変速機または変速機シフ
トバーハウジングアセンブリの前後方向を示している。
「右方向」及び「左方向」は、参照している図面上での
方向を示している。「内方」及び「外方」は、説明して
いる装置の構造中心に対してそれぞれ向かう方向及び離
れる方向を示している。「上方」及び「下方」は、参照
している図面上での方向を示している。以上の定義は、
それの通常の派生語及び類似語に適用される。
【００１２】すべり歯車型及びすべりクラッチ型の両方
の多速度チェンジギヤ変速機は従来より公知であり、例
えば米国特許第3,387,501 号、第4,273,004 号及び第4,
296,642 号に記載されており、これらの特許の開示内容
は参考として本説明に含まれる。「すべり歯車型」と
は、選択された歯車が他の歯車と係合する位置へ移動す
るものを表し、「すべりクラッチ型」とは、常時噛み合
っている歯車が軸方向に摺動可能なクラッチによって選
択的に軸にクラッチ連結されるものを表している。本発
明は、これらのいずれの型式の変速機にも、また歯車比
シフトを実行するために軸方向移動を必要とするいずれ
の他の型式のものにも使用できる。
【００１３】上記型式のいずれの変速機でも、摺動可能
な部材（歯車またはクラッチ）には、シフトフォークま
たはシフトヨーク（または他のシフト部材）を受け、そ
れに選択された軸方向移動を与える溝が設けられてい
る。シフトフォークまたはヨークは、一般的に軸方向移
動可能なシフトレールまたはシフトバーによって支持さ
れているか、少なくともそれによって選択的に軸方向移
動する。シフトレール及びそれによって支持されたシフ
トフォークは一般的に、軸方向中心に位置する非変位ニ
ュートラル位置を備えており、それから対向する第１及
び第２軸方向へ軸方向移動して、それぞれ第１及び第２
の選択歯車比を連結できるようにする。従って、この型
式の変速機では、各対の選択的に連結可能な歯車に対し
て１つのシフトレール及び１つのシフトヨークが必要で
ある。
【００１４】シフトレール、シフトフォーク等（本発明
の本質的特徴ではない）の構造及び作用は、本発明の譲
受人に譲渡されている米国特許第4,550,627 号を参照す
れば理解できるであろう。この特許の開示内容は参考と
して本説明に含まれる。
【００１５】本発明のボールスクリューシフトアセンブ
リ（ギヤチェンジ機構）50（図２を参照）を好都合に使
用できる「すべりクラッチ型」の一般的なチェンジギヤ
変速機10が図１に示されている。本発明は、様々な変速
機構造に、特にシフトを達成するためのなんらかの型式
のすべり機構を用いて歯車シフトが達成されるものに使
用できることを理解されたい。従来型変速機10は単式変
速機でも、ツインカウンタシャフト型として一般的に知
られている変速機でもよく、ツインカウンタシャフト型
は従来より公知であって、上記米国特許第3,105,395 号
及び第4,152,949 号に詳細に記載されており、その作用
は本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第4,550,62
7 号に説明されている。
【００１６】図示の変速機10は、入力歯車26を共転可能
に支持している入力軸24を設けている。入力軸24は、公
知のようにマスタークラッチまたはトルクコンバータ
（図示せず）を介してエンジン等の原動機（図示せず）
によって駆動されるようになっている。１対のほぼ同一
の副軸34及び36が、ハウジング37内にそれぞれ軸受39、
40、41及び42によって回転可能に取り付けられている。
主軸すなわち出力軸23が、変速機ハウジング37内に好ま
しくは浮動状態及び／または回動可能に取り付けられて
いる。
【００１７】副軸34及び36の各々は複数の副軸歯車を支
持しており、そのうちの歯車８、14、15及び27は副軸34
に支持されてそれに対して非回転状態に取り付けられて
おり、歯車９、11、13及び17は副軸36に固定されてそれ
と共転可能である。両方の副軸34及び36は、それぞれ歯
車27及び歯車11と噛み合った入力歯車26を介して入力軸
24によって回転駆動される。複数の副軸歯車がそれぞれ
の主軸歯車と常時噛み合っており、例えば副軸歯車15、
14及び８はそれぞれ対応の主軸歯車16、18及び12と噛み
合っている。同様に、副軸歯車13、17及び９はそれぞれ
主軸歯車16、18及び12と常時噛み合っている。両方の副
軸34及び36の歯車が同時に噛み合うことによって、入力
荷重を分割することができ、そのことからツインカウン
タシャフト型変速機と名付けられている。
【００１８】副軸歯車27、15、14、８、11、13、17及び
９はそれぞれの副軸34及び36に固定されているのに対し
て、主軸歯車12、16及び18は主軸23に対して回転でき
る。複数のジョークラッチ19、21及び28を、噛み合った
それぞれ２対の歯車に対して１つずつ用いることによっ
て、主軸歯車の１つが主軸23に非回転状態に取り付けら
れた時、副軸34及び36の動力が主軸23に伝達される。例
えば、ジョークラッチ21は、主軸23に沿って前方へ摺動
した時、主軸歯車16と係合して、それを主軸23に非回転
状態に固定する。同様に、ジョークラッチ21が後方へ摺
動した時、それは主軸歯車18と係合して、それを主軸23
に非回転状態に固定する。好ましくは、公知のように、
副軸34及び36に対してある程度主軸23が浮動するか、主
軸歯車が浮動できるようにして、荷重分割を行うことが
できるようにする。浮動型主軸23及び／または主軸歯車
を用いる利点は従来より公知であり、上記米国特許第3,
105,395 号に詳細に記載されている。
【００１９】前述したように、軸方向に摺動可能なジョ
ークラッチ19、21及び28は、主軸23に好ましくはスプラ
イン連結されて、それに対して軸方向に摺動でき、また
それと共転できるようになっている。クラッチ21を図示
のニュートラル位置から前方（図１の左方向）へ移動さ
せることによって、選択的に主軸23を主軸歯車16に連結
して、入力軸24から副軸歯車27及び11を回転させる入力
歯車26へ送られる動力の流れが完成する。回転中の副軸
が、主軸歯車16に噛み合った歯車15及び13を駆動する。
この時、歯車16は主軸に非回転状態に固定されているの
で、回転力が動力伝達系統の残りの部分に伝達される。
【００２０】ジョークラッチ19、21及び28は、それぞれ
シフトフォーク54で主軸23に沿って軸方向移動する。例
えば、シフトフォーク54（図２も参照）がクラッチ21の
溝にはまって、主軸23に対するクラッチ21の軸方向位置
を制御する。同様に、シフトフォークがそれぞれクラッ
チ19及び28の溝にはまって、主軸23に対するそれらのク
ラッチの位置を軸方向に制御する。シフトフォーク54の
移動は一般的に、ハウジング37の上部に取り付けられた
シフトタワー内に取り付けられたシフトレバー（図示せ
ず）によって制御される。シフトレバーは、シフトフォ
ークを取り付けた１つまたは複数のシフトレールを機構
を介して移動させる。本発明では、シフトフォーク54の
軸方向移動が、図２及び３を参照しながら説明するよう
に、ばねに作用してシフトレールに予荷重を加える線型
アクチュエータによって制御される。本発明のギヤチェ
ンジ機構50（図２を参照）は図１には図示されていない
が、そのような変速機10に使用するためのものである。
【００２１】変速機10は、公知のように、噛み合い非同
期型ジョークラッチを用いているものとして図示されて
いる。もちろん、摩擦クラッチ、同期型噛み合いクラッ
チ及び／またはブロッククラッチも使用することがで
き、米国特許第4,194,410 号、第3,924,484 号及び第3,
799,002 号に十分に説明されており、これらの特許の開
示内容は参考として本説明に含まれる。変速機の破損を
避け、一度に１つのクラッチだけを連結するようにする
ため、ボールスクリューアクチュエータの作動を適当な
電子制御装置（図示せず）によって調整して、複数の歯
車比の連結を防止する必要である。
【００２２】図２は、本発明のギヤチェンジ機構50の断
面図である。１つまたは複数の機構50を用いて、図１に
示されているような同数のジョークラッチ19、21及び28
の軸方向位置を制御することができる。シフトフォーク
54はジョークラッチ19、21及び28の１つ、例えばジョー
クラッチ21と係合することによって、ジョークラッチ21
を右側または左側へ軸方向に変位させることができ、そ
れによってジョークラッチ21を左側へ軸方向変位させる
ことによって主軸歯車、例えば主軸歯車16を回転連結さ
せ、また同様にシフトフォーク54及びジョークラッチ21
を右方向へ軸方向変位させることによって、主軸歯車18
に係合してそれを主軸24に回転連結する。このように、
本発明のギヤチェンジ機構50がシフトフォーク54を左右
に軸方向移動させることによって、ジョークラッチ、例
えばジョークラッチ21が主軸歯車16または18を連結する
位置へ移動したり、主軸歯車16または18を切り離すよう
に軸方向移動することができる。従来は、ジョークラッ
チ21の移動は、歯車シフトレバー（図示せず）とシフト
レール及びそれに取り付けられたシフトフォーク54を含
む歯車装置シフト機構との間の機械式リンク機構によっ
て行われていた。そして、オペレータがシフトレバーを
操作して、シフトレールを移動させていた。本発明で
は、ドライバ／オペレータの代わりに、一つまたは複数
のシフトレールを移動させるために、一般的にはボール
スクリュー機構を作動させる電動モータのような線型ア
クチュエータが用いられている。
【００２３】一次シフトレール52の軸方向移動を制御す
るために線型アクチュエータ58が使用されるが、これは
様々なアクチュエータにすることができ、例えば電動モ
ータ作動式リードスクリューまたはボールランプ機構に
したり、油圧アクチュエータにすることができ、これら
はすべて線型アクチュエータ58へ信号を送る何らかの型
式の電子制御装置によって制御することができる。制御
信号は、例えばリードスクリューに回転力を供給する電
動モータに電流を送る電力リード線59を介してアクチュ
エータ58へ送られ、本発明によれば、その回転力が二次
シフトレール56を一次シフトレール52の移動方向に平行
に軸方向に移動させる。左二次（第二）フランジ56Ａ及
び右二次（第二）フランジ56Ｂが、それぞれ左カップリ
ングプレート62Ａ及び右カップリングプレート62Ｂに重
なっている。左カップリングプレート62Ａと右カップリ
ングプレート62Ｂとの間に、左作動ばね60Ａ及び右作動
ばね60Ｂ、または非増力状態（non-energized state)で
図２に示されているように本発明の機構を構成するいず
れかの型式の弾性部材が配置されている。
【００２４】カップリングプレート62Ａ及び62Ｂは、二
次シフトレール56がアクチュエータ58の作動によって変
位した時に作動ばね60Ａ及び60Ｂが一次シフトレールに
作用できるようにする。図２及び３は、カップリングプ
レート62Ａが一次シフトレール52を停止させておく（歯
車が非同期状態の場合等）場合の二次シフトレール56の
軸方向左方への移動を説明している。同様に、二次シフ
トレール56が図２の非増力状態から右方向へ変位する場
合、二次シフトレールが自在に変位できるようにする
間、カップリングプレート62Ｂが作動ばね60Ｂの力を一
次シフトレール52に伝達する。
【００２５】作動ばね60Ａ及び60Ｂは、二次シフトレー
ル56及び一次シフトレール52間にばね様の効果を与える
ものであればどのような型式の弾性部材でもよい。作動
ばね60Ａの代わりに空気シリンダを用いることができ、
その場合、シフトが実行された時にシリンダが所定時間
後にその力のレベルを自動的に低下させるようなリーク
ダウン率を備えるようにすることができる。
【００２６】作動ばね60Ａ及び60Ｂのばね率は約100 lb
sf／インチで、据え付け時の静予荷重が約50 lbsf であ
る。個々の変速機設計に合わせてこれらの値を変化させ
ることができる。
【００２７】二次シフトレール56がカップリングプレー
ト62Ａを横切って、カップリング62Ａの、一次シフトレ
ールの一次フランジ52Ａに当接している側部に接触する
と、さらなる左方向へのアクチュエータ58の移動はいず
れも一次シフトレール52に、従ってシフトフォーク54に
確実に伝達される。このように、二次シフトレール56の
移動行程の約75％までは作動ばね60Ａに対して作用し、
移動行程の残りの25％で二次シフトレール56が直接的に
一次シフトレール54に作用する。移動行程の最後の25％
の試行中にシフトを完了できない場合、アクチュエータ
58は機能停止状態になり、高電流が流れる可能性があ
る。変更例として、カップリングプレート62Ａ及び62Ｂ
をもっと広くして、シフトの完了に必要な全移動行程に
対応させることもできる。その場合、作動ばね60Ａ及び
60Ｂが全シフト力を伝達するので、二次シフトレール56
と一次シフトレールとの間にはまったく固定的連結が生
じない。
【００２８】図３では、本発明のギヤチェンジ機構50の
アクチュエータ58が作動してアクチュエータリンク57に
作用しており、それによって、二次シフトレール56を左
方向へ移動させ、二次シフトレール56を一次シフトレー
ル52に対して変位させて、噛み合い位置へ、またはシフ
トが行われた後に（噛み合い位置から）ニュートラル位
置へ移動できるように左作動ばね60Ａを圧縮しており、
シフトシーケンスの約50％が完了している。図３に示さ
れている位置は、例えば図１に示されているようにジョ
ークラッチ21が主軸歯車16を連結するための軸方向移動
を行うことができない非同期歯車状態か、シフトフォー
ク54を噛み合い位置からニュートラル位置へ移動させる
ことができないトルク伝達状態のためにシフトを完了で
きない場合であると推定される。二次シフトレール56を
移動させて左作動ばね60Ａを圧縮することによって、ジ
ョークラッチ21と主軸歯車16との間に同期が発生した時
にシフトを完了できるようにする力の予荷重が一次シフ
トレール52に、従ってシフトフォーク54に加えられる。
従来技術では、作動ばね60Ａが組み込まれておらず、ジ
ョークラッチ21及び主軸歯車16が同期状態にない場合、
アクチュエータは機能を停止して、高い工業用電流がモ
ータに流れて、発熱や、アクチュエータの寿命の低下、
及び／または歯車シフト機構50の機械的損傷の危険を引
き起こす。右二次フランジ56Ｂの作用によって右カップ
リングプレート62Ｂも移動しており、その結果、右作動
ばね60Ｂは通常状態にある。
【００２９】図４では、本発明のギヤチェンジ機構50及
びシフトは、シフトの約75％が完了し、アクチュエータ
が移動行程の約３／４を移動していることによって、作
動ばね60Ａに全予荷重が加えられている状態に示されて
いる。アクチュエータリンク57が伸張しているため、二
次シフトレール56がさらに左方向へ軸方向変位して、左
作動ばね60Ａをさらに圧縮していることによって、左カ
ップリングプレート62Ａを介して一次シフトレール52及
びシフトフォーク54にさらに予荷重を加えている。主軸
歯車16に対するジョークラッチ21の非同期状態が推定さ
れるため、シフトフォークが軸方向に変位していないこ
とに注意されたい。同期が生じると、一次シフトレール
及びそれに取り付けられたシフトフォーク54が軸方向左
側へ移動して、例えばジョークラッチ21を主軸歯車16に
連結させる。このように、アクチュエータ58は動力リー
ド線59を介して約75％の移動行程状態まで動力を受ける
が、シフトが達成されるまで、それ以上の電流は供給さ
れずに停止する。シフトが達成された時、アクチュエー
タ58はさらに伸張して、二次シフトレール56と左カップ
リングプレート62Ａ及び左一次（第一）フランジ52Ａと
の接触を介して一次シフトレール52を移動させ、これに
よってジョークラッチ21が主軸歯車16と確実に係合し、
その時点でアクチュエータ58が逆転して、ニュートラル
へ戻るシフトが望まれるまで、左作動ばね60Ａ及び右作
動ばね60Ｂがつり合って図２に示されている状態を取る
ようにすることができる。
【００３０】ジョークラッチ21が軸方向に変位して主軸
歯車と連結した後、アクチュエータ58はアクチュエータ
リンク57を後退させる方向へ逆転することができ、それ
によって二次シフトレール56が軸方向右側へ移動して、
右作動ばね60Ｂを圧縮して、一次シフトレール及びそれ
に取り付けられたシフトフォーク54に予荷重を加えるこ
とによって、スロットル位置の変化等によって実行でき
る動力伝達系統トルク中断が発生すると同時に、ジョー
クラッチ21を主軸歯車16から引き離すことができる。従
来型シフト機構を用いた場合、アクチュエータが一次シ
フトレールに固定的に取り付けられて、トルク中断が発
生してシフトを完了できるようになるまで、機能停止状
態になる。本発明を用いれば、右作動ばね60Ｂが圧縮さ
れて、トルク中断が発生すると同時に右方向へ移動でき
るように一次シフトレール52に予荷重を加えることによ
って、アクチュエータ58はアクチュエータリンク57をシ
フト制御装置によって命令された位置へ移動させること
ができ、アクチュエータの機能停止状態が防止される。
このように、シフト制御装置によるシフトシーケンスの
タイミングの重要性が低くなり、アクチュエータ58と一
次シフトレール52との間に固定リンクを使用している従
来技術に比較して、本発明を用いた場合にはアクチュエ
ータへ送られる制御信号のタイミングがさほど重要では
ないので、シフトアルゴリズムを簡単にすることができ
る。
【００３１】図５は、本発明の変更例を示しており、こ
の場合のアクチュエータ58は、アクチュエータフォロワ
74を軸方向に変位させることができ、アクチュエータフ
ォロワ74がシフトレール76に沿って軸方向に摺動するこ
とによって、カプラー80を介して作動ばね82に作用して
それを圧縮することができ、それによってシフトレール
76及びそれに取り付けられたシフトフォーク54に予荷重
を加えて、ジョークラッチを、例えば図１に示されてい
るようなジョークラッチ21を移動することができる。作
動ばね82が圧縮されると、最終的にカプラー80がレール
フランジ78の内側に接触し、これによって、アクチュエ
ータフォロワを連結しているアクチュエータ機構を、例
えばリードスクリュー72がアクチュエータフォロワに係
合して回転することによってアクチュエータフォロワ74
をシフトレール76に沿って移動させるようにしたボール
スクリュー機構間を固定連結する。図５に示されている
ギヤチェンジ機構70は、左方向の予荷重をシフトフォー
ク54に加えることができるが、右方向に移動する時は、
カプラー80がレール延長部分の内側に接触してアクチュ
エータとシフトレール76との間を固定的に連結するの
で、従来通りにシフトフォーク54を右方向へ変位させる
作用をする非予荷重押し付け状態を与える。カプラー80
はばね82を所定位置に保持し、アクチュエータフォロワ
74の一部として図示されており、それと共に移動する。
この実施例は、ジョークラッチの移動によって２つでは
なくむしろ１つだけの主軸歯車を連結する時にシフトフ
ォーク54にばね荷重を加えるために用いることができ
る。シフト制御装置は、右方向移動時にジョークラッチ
を歯車から引き離すためのトルク中断を与えるようにエ
ンジンへ信号を送ることができる。
【００３２】図６は、本発明の第２変更例を示してお
り、この場合のアクチュエータ58は、リードスクリュー
72がアクチュエータフォロワと係合して、アクチュエー
タ58の回転時にアクチュエータフォロワを左右方向へ移
動させるようにしたボールスクリュー等の機構を介して
アクチュエータフォロワ92を軸方向へ変位させることが
できる。アクチュエータフォロワ92はレールフォロワ90
と係合しており、レールフォロワ90はシフトレール76上
を軸方向に摺動して、左作動ばね82Ａまたは右作動ばね
82Ｂに作用することによって、シフトレール76及びそれ
に取り付けられたシフトフォーク54に左方向または右方
向の予荷重を誘発することができる。
【００３３】例えば、ジョークラッチ21及び主軸歯車16
が非同期状態にある場合、ニュートラルから噛み合い位
置へのシフトを実行することができず、アクチュエータ
がシフトレール76に固定連結されていれば大きい力が発
生するであろう。本発明を用いることによって、アクチ
ュエータは左作動ばね82Ａまたは右作動ばね82Ｂを介し
てシフトレールに連結されるので、クラッチ制御装置が
複雑な感知及びアルゴリズム装置を用いていないことか
ら、シフトを直ちに完了できる時がわからないために高
い電流及び高い機械的負荷を装置内に誘発する機能停止
状態をアクチュエータ58が経験することなく、フォロワ
92を所定位置へ移動させるようにアクチュエータを制
御、命令することができる。このように、シフトフォー
クを右方向へ軸方向移動させて、ジョークラッチ21を主
軸歯車16から切り離すか、ジョークラッチ21を主軸歯車
18に連結したい場合、アクチュエータが動力リード線59
を介して回転する命令を受け取り、フォロワ92を右方向
へ移動させ、それによってフォロワ90と共に軸方向に移
動する右カプラー80Ｂを介して右作動ばね82Ｂを圧縮す
るようにレールフォロワ90が軸方向右側へ移動し、これ
によって右作動ばね82Ｂが圧縮されて、右レールフラン
ジ78Ｂを介してシフトレール76に予荷重が誘発される。
同期またはトルク中断が発生すると直ちに、右作動ばね
82Ｂに加えられている予荷重によってシフトレール76が
軸方向右側へ移動するため、シフトフォークが軸方向に
移動し、主軸歯車の切り離しまたは連結が行われる。シ
フトまたは切り離しが完了した後、左作動ばね82Ａ及び
右作動ばね82Ｂは図６に示されている非増力状態を取
る。同様に、シフトフォーク54を軸方向左側へ移動させ
たい場合、アクチュエータ58がアクチュエータフォロワ
92を左方向へ移動させる命令を受け取り、これによって
レールフォロワ90が左方向へ移動して、シフトを直ちに
実行できない場合、左作動ばねを圧縮する。シフトを直
ちに実行できる場合、左作動ばねの圧縮は最小限に抑え
られて、シフトレール76が軸方向左側へ移動することに
よって、シフトフォーク54を直ちに所望位置へ移動させ
ることができる。シフトを直ちに実行できない場合、左
作動ばね82Ａが左カプラー80Ａを介して圧縮され、これ
によって左レールフランジ78Ａ及びシフトレール76に押
し付け予荷重が加えられる。アクチュエータがフォロワ
を左方向へ軸方向変位させ続けると、最終的に左カプラ
ー80Ａが左レールフランジ78Ａに接触して、アクチュエ
ータ及びシフトレール76間が固定連結され、その場合に
はフォロワ92の位置がシフトフォーク54の位置を決定す
ることは従来通りである。
【００３４】以上、本発明をある程度特定化して説明し
てきたが、発明の精神の範囲内において様々な変更を型
状及び詳細に加えることができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシフト装置を使用できる従来型ギヤチ
ェンジ変速機の部分断面図である。
【図２】本発明の、非増力位置に示されている変速機シ
フト装置の断面図である。
【図３】シフトシーケンスの50％が完了している時の本
発明のギヤチェンジ変速機シフト装置の断面図である。
【図４】シフトシーケンスの75％が完了している時の本
発明のギヤチェンジ変速機シフト装置の断面図である。
【図５】本発明のギヤチェンジ変速機シフト装置の変更
実施例の断面図である。
【図６】本発明のギヤチェンジ変速機シフト装置の第２
変更実施例の断面図である。
【符号の説明】
16、18 主軸歯車 21 ジョークラッチ 52 一次シフトレール 54 シフトフォーク 56 二次シフトレ−ル 58 アクチュエータ 60Ａ、60Ｂ 作動ばね 62Ａ、62Ｂ カップリングプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド キ−ス マ−キベック アメリカ合衆国 ミシガン 48101 アレ ン パ−ク ウエスト アウタ ドライブ 23260

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸方向に変位可能なシフトフォークを用
    いて複数の変速歯車を変速軸との回転関係に入るように
    シフトする形式の変速機用の変速機シフト装置であっ
    て、 コマンド信号に応答するアクチュエータ手段と、 前記シフトフォークに取付られて、前記変速ギヤを前記
    変速軸との回転関係に入るようにシフトさせるように移
    動可能な一次シフトレールと、 前記アクチュエータ手段に取り付けられて、前記一次シ
    フトレールにほぼ平行に軸方向移動できるように配置さ
    れた二次シフトレールと、 前記一次シフトレール及び前記二次シフトレールと接触
    するように配置されて、前記一次シフトレール及び前記
    二次シフトレール間のシフト方向への制限された軸方向
    移動を可能にし、非増力状態の時及び実質的な増力状態
    の時に前記一次シフトレールに接触する少なくとも１つ
    のカップリングプレートと、 前記二次シフトレールと前記カップリングプレートとの
    間に配置された少なくとも１つの作動ばねとを有してい
    ることを特徴とする変速機シフト装置。
  2. 【請求項２】 前記作動ばねはコイルばねであることを
    特徴とする請求項１の変速機シフト装置。
  3. 【請求項３】 前記作動ばねは、ばね率が約100 lbsf/
    インチ、据え付け予荷重が50 lbsf であることを特徴と
    する請求項２の変速機シフト装置。
  4. 【請求項４】 前記一次シフトレールはさらに２つの一
    次フランジを、上記一次シフトレ−ルの各端部に１つず
    つ設けており、前記二次シフトレールはさらに２つの二
    次フランジを、上記シフトレ−ルの各端部に１つずつ設
    けており、前記カップリングプレートは前記一次シフト
    レール及び前記二次シフトレールと、前記一次フランジ
    及び前記二次フランジで係合することを特徴とする請求
    項１の変速機シフト装置。
  5. 【請求項５】 摺動して連結及び切り離し可能な歯車駆
    動部を備えたギヤチェンジ変速機用の変速機シフト装置
    であって、 制御信号に応答するアクチュエータ手段と、 軸方向に移動して前記歯車の連結及び切り離しを行うこ
    とができ、レールフランジ及びシフトフォークを形成し
    たシフトレールと、 前記アクチュエータ手段に連結されて、前記制御信号に
    よる前記アクチュエータ手段の作動時に軸方向に並進移
    動し、また前記レールフランジに係合するようにカプラ
    ーを延出させているアクチュエータフォロワと、 前記レールフランジと前記アクチュエータフォロワとの
    間に配置されて、前記アクチュエータ手段が前記アクチ
    ュエータフォロワを軸方向移動させることによって圧縮
    されるようにした作動ばねとを有していることを特徴と
    する変速機シフト装置。
  6. 【請求項６】 前記アクチュエータ手段はボールスクリ
    ューアクチュエータであることを特徴とする請求項５の
    変速機シフト装置。
  7. 【請求項７】 前記カプラーは第１及び第２表面を備え
    ており、前記レールフランジは第１及び第２表面を備え
    ており、前記シフト装置が非増力状態の時、前記カプラ
    ーの前記第１表面が前記レールフランジの前記第１表面
    に接触し、前記シフト装置が移動行程の少なくともほぼ
    75％まで増力され、前記シフトフォークがほぼ変位して
    いない時、前記カプラーの前記第２表面が前記レールフ
    ランジの前記第２表面に接触することを特徴とする請求
    項５の変速機シフト装置。
  8. 【請求項８】 摺動して連結及び切り離し可能な歯車駆
    動部を備えたギヤチェンジ変速機用の変速機シフト装置
    であって、 制御信号に応答するアクチュエータ手段と、 軸方向に移動して前記歯車の連結及び切り離しを行うこ
    とができ、１対のレールフランジを形成したシフトレー
    ルと、 前記アクチュエータ手段に連結されて、前記制御信号に
    よる前記アクチュエータ手段の作動と共に軸方向に並進
    移動するアクチュエータフォロワと、 前記シフトレール上に軸方向に摺動可能に支持されたレ
    ールフォロワと、 前記シフトレール上に軸方向に摺動可能に支持されて、
    前記レールフォロワの作用を受けるようになっており、
    各々の第１端部が前記アクティベ−ションフォロワに隣
    接し、第２端部が前記レールフランジによって軸方向に
    さえぎられており、またそれぞれ前記レールフランジに
    係合することによってレールフランジとの距離が制限さ
    れるようにした１対のカプラーと、 前記レールフランジと前記カプラーの前記第１端部との
    間に１つずつ配置されている１対の作動ばねとを有して
    おり、 前記作動ばねは、前記カプラーに作用している前記アク
    チュエータフォロワの軸方向変位によって圧縮すること
    を特徴とする変速機シフト装置。
  9. 【請求項９】 前記アクチュエータ手段はリードスクリ
    ューを駆動する電気モータであることを特徴とする請求
    項８の変速機シフト装置。
  10. 【請求項１０】 前記アクチュエータ手段はボールスク
    リューを駆動する電気モータであることを特徴とする請
    求項８の変速機シフト装置。
  11. 【請求項１１】 前記作動ばねは、前記シフトレールの
    一部分に巻装されたコイルばねであることを特徴とする
    請求項８の変速機シフト装置。
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