| 【発明の名称】 |
歯車式変速機の自動変速装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】今尾 利男
【氏名】武山 英司
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 セレクトシフトロッドを軸回転方向に回動させて内部のシフトフォークのラインをセレクトし、次に前記セレクトシフトロッドを軸方向に移動させて連動する前記シフトフォークによってギヤのシフトを完了させるように構成した歯車式変速機の、前記セレクトシフトロッドに連結されて、前記セレクト動作及びシフト動作を実行する自動変速装置であって、該自動変速装置には、前記セレクト動作を実行するセレクト機構と、前記シフト動作を実行するシフト機構が組込まれ、前記セレクト機構は、正逆回転可能で指定の回転角度に制御可能なセレクトモーターと、該セレクトモーターの回転がギヤを介し伝達され一端を前記セレクトシフトロッドに連結されてなるセレクトシフトスリーブを備えているとともに、前記シフト機構は、正逆回転制御可能なシフトモーターと、該シフトモーターにより回転されるギヤと噛み合い中間軸を支点として揺動する揺動ギヤと、該揺動ギヤの中間軸と離れた位置に一端を連結され他端を前記セレクトシフトスリーブの他端に連結してなるコネクティングロッドを備えていることを特徴とする歯車式変速機の自動変速装置。
【請求項２】 前記コネクティングロッドの少なくとも一端側が球面軸受もしくはユニバーサルジョイントにて連結されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車式変速機の自動変速装置。
【請求項３】 前記シフト機構を構成する前記ギヤがウォームギヤであり、前記揺動ギヤがウォームホイールギヤであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車式変速機の自動変速装置。
【請求項４】 前記シフト機構を構成する前記ギヤが、平歯車または斜歯歯車からなるピニオンギヤであり、前記揺動ギヤが該ピニオンギヤと噛み合う扇形ホイールギヤであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車式変速機の自動変速装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、歯車式変速機の自動変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】従来、手動の歯車式変速機のメカニズムをそのまま使用し、コンピューターにより油圧装置を介して変速操作を自動化したものが存在するが、クラッチ用，シフト用，セレクト用の３つのシリンダと、これらを駆動する多数の電磁弁が必要で、構造が複雑で大型の装置となり、高価なものとなってしまうという問題点があった。また、歯車式変速機のセレクトまたはシフトのアクチュエーターにモーターを使用したものとして、例えば特公昭６１−５１４９７号公報に開示されているものが存在するが、この装置ではセレクトラインの数だけモーターが必要となり、複数のモーター及びソレノイドが使用されて、構造が複雑で大型の装置となってしまい、高価なものとなるという問題点があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、既存の歯車式変速機を自動変速できる小型の自動変速装置を提供せんことを目的とし、その第１の要旨は、セレクトシフトロッドを軸回転方向に回動させて内部のシフトフォークのラインをセレクトし、次に前記セレクトシフトロッドを軸方向に移動させて連動する前記シフトフォークによってギヤのシフトを完了させるように構成した歯車式変速機の、前記セレクトシフトロッドに連結されて、前記セレクト動作及びシフト動作を実行する自動変速装置であって、該自動変速装置には、前記セレクト動作を実行するセレクト機構と、前記シフト動作を実行するシフト機構が組込まれ、前記セレクト機構は、正逆回転可能で指定の回転角度に制御可能なセレクトモーターと、該セレクトモーターの回転がギヤを介し伝達され一端を前記セレクトシフトロッドに連結されてなるセレクトシフトスリーブを備えているとともに、前記シフト機構は、正逆回転制御可能なシフトモーターと、該シフトモーターにより回転されるギヤと噛み合い中間軸を支点として揺動する揺動ギヤと、該揺動ギヤの中間軸と離れた位置に一端を連結され他端を前記セレクトシフトスリーブの他端に連結してなるコネクティングロッドを備えていることである。また、第２の要旨は、前記コネクティングロッドの少なくとも一端側が球面軸受もしくはユニバーサルジョイントにて連結されていることである。また、第３の要旨は、前記シフト機構を構成する前記ギヤがウォームギヤであり、前記揺動ギヤがウォームホイールギヤであることである。また、第４の要旨は、前記シフト機構を構成する前記ギヤが、平歯車または斜歯歯車からなるピニオンギヤであり、前記揺動ギヤが該ピニオンギヤと噛み合う扇形ホイールギヤであることである。
【０００４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は第１実施例の自動変速装置の断面構成図であり、自動変速装置１は、正逆回転可能で指定の回転角度に制御可能なセレクトモーター２を備え、ハウジング３内には、セレクトモーター２のモーター軸２ａに固定された扇形のセレクトドライブギヤ４が設けられており、このセレクトドライブギヤ４の右端には前記セレクトモーター２の回転角度を検出するセレクトセンサー５が取り付けられている。
【０００５】また、このセレクトドライブギヤ４は軸方向に長い歯部を有しており、このセレクトドライブギヤ４には扇形のセレクトドリブンギヤ６が噛み合わされ、セレクトドリブンギヤ６はセレクトシフトスリーブ７と一体形成されたものとなっており、セレクトシフトスリーブ７は、ハウジング３に軸受８を介し回転可能で、かつ軸方向へ移動可能に設けられており、このセレクトシフトスリーブ７の図示左端には凹み状に球面凹部７ａが形成されており、他端側はハウジング３の外側へ突出して図示しない歯車式変速機から延出されたセレクトシフトロッド９に連結されている。このセレクトモーター２とセレクトドライブギヤ４とセレクトドリブンギヤ６とセレクトシフトスリーブ７と前記セレクトセンサー５でセレクト機構が構成されている。
【０００６】また、ハウジング３の下部には正逆回転可能なシフトモーター１０が設けられており、このシフトモーター１０のモーター軸１０ａには、両端をベアリング１１，１１を介し回転可能に支持されたウォームギヤ１２が連結固定されており、このウォームギヤ１２には扇形に形成されたウォームホイールギヤ１３が噛み合わされており、このウォームホイールギヤ１３は中間軸１４を支点として揺動可能で、揺動範囲を規制するストッパー１５，１５がハウジング３に取り付けられている。
【０００７】また、このウォームホイールギヤ１３には、前記中間軸１４から離れた外周側にコネクティングロッド１６の一端側の第１連結子１６ａが連結されており、また、コネクティングロッド１６の他端側には球面状に形成した第２連結子１６ｂが形成されており、この第２連結子１６ｂは前記セレクトシフトスリーブ７の球面凹部７ａ内に回動可能に係合連結されている。前記シフトモーター１０，ウォームギヤ１２，ウォームホイールギヤ１３，コネクティングロッド１６，セレクトシフトスリーブ７によりシフト機構が構成されており、セレクトシフトスリーブ７の軸方向の移動量を検知する図示しないストロークセンサーが設けられている。
【０００８】なお、歯車式変速機は、外方へ延出された前記セレクトシフトロッド９を軸回転方向に回動させることにより、図３のセレクト動作図に示すように、歯車式変速機内部のシフト方向のラインをセレクトできるものであり、図３に示すように、セレクトシフトロッド９を軸回転方向に時計回りに回して、例えば１速または２速位置にセレクトでき、また、反時計方向に回して５速位置にセレクトでき、また、中央部で３速及び４速の位置にセレクトできるものである。このようにして、内部のシフト方向のラインをセレクトした後に、セレクトシフトロッド９を軸方向に移動させて内部のシフトフォークを連動させ、図４のシフトパターン図で示すように、内部のギヤを所定の１速または２速等の位置にシフトさせて変速操作を完了することができるものとなっている。
【０００９】前記自動変速装置１の構成において、シフトモーター１０が停止状態で前記セレクトモーター２が駆動されると、セレクトドライブギヤ４からセレクトドリブンギヤ６に回転力が伝達されてセレクトシフトスリーブ７が軸回転方向に回動され、これにより連結されている歯車式変速機のセレクトシフトロッド９が軸回転方向に回動されてセレクト動作が行われる。また、その後にセレクトモーター２の停止状態においてシフトモーター１０が駆動されると、ウォームギヤ１２が回転されて、ウォームホイールギヤ１３により減速され、ウォームホイールギヤ１３が中間軸１４を支点として揺動することとなり、これにより前記コネクティングロッド１６がウォームホイールギヤ１３の揺動運動に連動して軸方向へ移動され、これによりセレクトシフトスリーブ７が軸方向移動してセレクトシフトロッド９を軸方向に移動させてシフト動作が行えるものである。このようなセレクト動作及びシフト動作時に、前記セレクトセンサー５及び図示しないストロークセンサーにより前記セレクトモーター２及びシフトモーター１０が正確に制御されるものである。
【００１０】本例では、ウォームギヤ１２とウォームホイールギヤ１３によりシフトモーター１０の回転が減速されるため、シフトモーター１０は小容量のモーターであっても、大きなシフト方向への荷重を得ることができるものとなる。なお、前記コネクティングロッド１６とセレクトシフトスリーブ７は球面凹部７ａ内に第２連結子１６ｂが係合され、球面軸受で連結されているため、セレクトシフトスリーブ７は軸方向へ良好に移動できるとともに、また軸回転方向にも良好に回転できるものとなっている。
【００１１】なお、この球面凹部７ａと第２連結子１６ｂによる球面軸受構造に代えて、ユニバーサルジョイントで前記コネクティングロッド１６とセレクトシフトスリーブ７を連結しても良い。なお、さらに第１連結子１６ａと前記ウォームホイールギヤ１３の連結部においても、球面軸受構造を採用するか、若しくはユニバーサルジョイントを用いて、より良好な作動状態を得ることができる。
【００１２】次に、図２は第２実施例を示すものであり、前記第１実施例と同一部材については同一符号を付して説明する。本例では、セレクト機構は前記第１実施例と同様なものであるが、シフト機構にピニオンギヤ２０が使用されており、このピニオンギヤ２０は平歯車または斜歯歯車で構成されており、また、このピニオンギヤ２０と噛み合い中間軸１４を支点として揺動する扇形ホイールギヤ２１が用いられており、この扇形ホイールギヤ２１は前記ピニオンギヤ２０が平歯車で構成されている時には、平歯車と噛み合う平歯を備え、また、ピニオンギヤ２０が斜歯歯車で構成されている時には、この斜歯歯車と噛み合う斜歯を形成したもので構成される。
【００１３】この扇形ホイールギヤ２１の中間軸１４と離れた位置にはコネクティングロッド１６の第１連結子１６ａが連結されており、コネクティングロッド１６の他端の球面軸受１６ｂが前記セレクトシフトスリーブ７の球面凹部７ａ内に係合連結されている。この第２実施例の構成では、ピニオンギヤ２０と扇形ホイールギヤ２１が用いられており、耐久性及び信頼性が高められたものとなっている。
【００１４】なお、この第２実施例の作用については、前記第１実施例のものと同様であり、セレクトモーター２の回転によりセレクトシフトスリーブ７が軸回転方向に回動されるものであり、シフトモーター１０の回転によりピニオンギヤ２０及び扇形ホイールギヤ２１を介して減速されて、さらにコネクティングロッド１６を介在させて軸方向へ前記セレクトシフトスリーブ７が移動されるものである。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、セレクトシフトロッドを軸回転方向に回動させて内部のシフトフォークのラインをセレクトし、次に前記セレクトシフトロッドを軸方向に移動させて連動する前記シフトフォークによってギヤのシフトを完了させるように構成した歯車式変速機の、前記セレクトシフトロッドに連結されて、前記セレクト動作及びシフト動作を実行する自動変速装置であって、該自動変速装置には、前記セレクト動作を実行するセレクト機構と、前記シフト動作を実行するシフト機構が組込まれ、前記セレクト機構は、正逆回転可能で指定の回転角度に制御可能なセレクトモーターと、該セレクトモーターの回転がギヤを介し伝達され一端を前記セレクトシフトロッドに連結されてなるセレクトシフトスリーブを備えているとともに、前記シフト機構は、正逆回転制御可能なシフトモーターと、該シフトモーターにより回転されるギヤと噛み合い中間軸を支点として揺動する揺動ギヤと、該揺動ギヤの中間軸と離れた位置に一端を連結され他端を前記セレクトシフトスリーブの他端に連結してなるコネクティングロッドを備えていることにより、セレクト動作時には、シフトモーターが停止された状態でセレクトモーターが駆動されて、これによりセレクトシフトスリーブが軸回転方向に回動されて、歯車式変速機のセレクトシフトロッドを軸回転方向に回動させることができ、また、シフト動作時には、セレクトモーターが停止された状態でシフトモーターが回転されて、ギヤを介し揺動ギヤが揺動し、揺動ギヤに連結されているコネクティングロッドを介しセレクトシフトスリーブが軸方向へ移動して、歯車式変速機のセレクトシフトロッドを軸方向に移動させることができ、コンパクトな構造により良好に歯車式変速機のセレクト動作及びシフト動作を自動的に行うことができるものとなる。
【００１６】また、前記コネクティングロッドの少なくとも一端側が球面軸受もしくはユニバーサルジョイントにて連結されていることにより、コネクティングロッドに対しセレクトシフトスリーブが円滑に軸回転方向に回動することができるものとなる。
【００１７】また、前記シフト機構を構成する前記ギヤがウォームギヤであり、前記揺動ギヤがウォームホイールギヤであることにより、ウォームギヤとウォームホイールギヤを介しシフトモーターの回転を良好に減速することができ、シフトモーターは小容量のモーターであっても大きなシフト方向の荷重を得ることができる効果を有する。
【００１８】また、前記シフト機構を構成する前記ギヤが、平歯車または斜歯歯車からなるピニオンギヤであり、前記揺動ギヤが該ピニオンギヤと噛み合う扇形ホイールギヤであることにより、ピニオンギヤと扇形ホイールギヤの噛み合わせにより耐久性及び信頼性を高めることができる効果を有する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９０００９８９６
【氏名又は名称】愛知機械工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１２日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義久
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０１２７７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１８１５４ |
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