| 【発明の名称】 |
変速機のコントロール装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】神谷 充俊
【氏名】宮崎 剛枝
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| 【要約】 |
【課題】推力アクチュエータによるフォークシャフトのニュートラル位置とロック機構によるニュートラル位置のばらつきに影響されずロック機構を生かして常にスリーブを適正なニュートラル状態の位置に設定する。
【解決手段】ロック機構はフォークシャフト１上に配設されたボールと三つの溝３〜５と溝３〜５にボールを押付けるばね部材とで構成され、中間溝４にボールが係合することでフォークシャフト１をニュートラル位置にロックする。推力アクチュエータ１２は選択部材１１によって選択されたフォークシャフト１を駆動してスリーブを作動させ、スリーブをシフト位置とニュートラル状態の位置に設定する。本発明は、ニュートラル状態において、セレクトアクチュエータ１５にどのフォークシャフト１も選択しない非係合位置Ｄに選択部材１１を移動できるようにした。これにより、推力アクチュエータ１２のニュートラル位置のばらつきにかかわらず、ロック機構によってフォークシャフト１のニュートラル位置を位置出しでき、ニュートラル状態のスリーブがギヤを押付けることがない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速機のギヤ部に組込まれた変速用の操作機構部とそれぞれ係合したフォークをもつ複数のフォークシャフトと、前記複数のフォークシャフトと選択的に係合する選択部材と、所定変速段を設定する前記フォークシャフトを選択するように前記選択部材をセレクト方向の選択移動位置に移動させるセレクトアクチュエータと、前記選択部材と係合された前記フォークシャフトに作用荷重を付与することにより前記操作機構部をシフト作動させる推力アクチュエータと、前記操作機構部のシフト動作範囲に対応したシフト位置およびニュートラル位置に前記フォークシャフトの位置を規制するロック機構とを具備した変速機のコントロール装置において、前記セレクトアクチュエータは、前記選択部材が前記複数のフォークシャフトのいずれとも係合しない非係合位置に前記選択部材を移動するように構成されたことを特徴とする変速機のコントロール装置。
【請求項２】 前記選択部材が前記複数のフォークシャフトのいずれとも係合しない前記非係合位置に前記選択部材と係合するダミーの被係合部材を配設した請求項１記載の変速機のコントロール装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、従来からのマニュアルトランスミッションの操作機構を電気式あるいは流体圧式に駆動可能な推力アクチュエータでシフト作動させる変速機において、ニュートラル状態（変速機がどこのシフト段にも設定されていない状態）を正確かつ簡単に位置出しする変速機のコントロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にマニュアルトランスミッション（以下、Ｍ／Ｔという）は、変速比を可変できるギヤ部と、該ギヤ部の変速を行う操作機構部と、該操作機構部を作動するコントロール部と、コントロール部を操作するシフトレバーとから構成されている。
【０００３】ギヤ部は、少なくとも２軸をもち各該軸上に遊転状態で装着された歯数が異なる複数のギヤが所定の組合わせで例えば常時噛合わされたものである。
【０００４】操作機構部は、ギヤ間の軸上に相対回転不能に装着され軸方向に移動してギヤと軸とが一体回転する状態に設定するスリーブと、該スリーブの軸方向の移動中にギヤの回転をスリーブの回転に近づけるシンクロナイザリング等から構成されるものである。
【０００５】コントロール部は、前記スリーブに係合したフォークをもつフォークシャフトと、シフトレバーと係合され該シフトレバーのセレクト方向の操作によってフォークシャフトを選択する選択部材等から構成されるものである。
【０００６】そして、シフトレバーはシフト方向の操作によって選択部材と係合したフォークシャフトをシフトする。これによりシフトレバーはスリーブを軸方向に移動させる。
【０００７】上記Ｍ／Ｔでは、シフトレバーを離してもシフトされたフォークシャフトの軸方向の位置を保持したり（シフト抜け防止）あるいはシフト抜きされたニュートラル状態を保持するロック機構が設けられる。
【０００８】ロック機構は、フォークシャフトのシフト方向に刻設された三つの溝と、各該溝に選択的に係合するボールと、溝に係合したボールを溝に押圧するばね部材とで構成されている。
【０００９】従って、ロック機構を用いたＭ／Ｔでは、あるシフト段が設定されたシフト位置とニュートラル位置状態とは、ボールが係合した溝によって位置出しされることになる。
【００１０】ところで、上記Ｍ／Ｔにおける操作機構部をシフトレバーでダイレクトに作動させる代りに、ＥＣＵ等で制御可能な流体圧シリンダ、電気モータ等の推力アクチュエータでセレクトとシフトを行わせる自動変速機が開発段階にある。
【００１１】図２及び図６に推力アクチュエータでフォークシャフトを駆動する変速機のコントロール装置を示す。図２および図６において、符号１はフォークシャフトであり、フォークシャフト１は変速機ケース２に軸方向に移動可能に支持されている。フォークシャフト１は図６に示す１ａ〜１ｃのように複数並設されるが、図２では１ａ〜１ｃのうちの一つを示す。フォークシャフト１の一端側には三つの溝３、４、５が上半周面に刻設されており、図面上選択された溝４にばね部材６（図２）で押圧されたボール７（図２）が係合されている。
【００１２】フォークシャフト１の他端側にはそれぞれフォーク８（図２）が外装されている。フォーク８にはヘッド部９が設けられ、該ヘッド部９にセレクトアクチュエータ１５（図６）によって軸直角方向（セレクト方向）に移動される可動ロッド１０と一体のレバー１１が係合可能にされている。レバー１１は選択部材に相当する。レバー１１はセレクトアクチュエータ１５が可動ロッド１０を出し入れすることによって選択したヘッド部９と係合する。
【００１３】また、可動ロッド１０は推力アクチュエータ（シフトアクチュエータ）１２のロッド１３と係合されている。推力アクチュエータ１２は、レバー１１を介してフォークシャフト１を軸方向に駆動し、スリーブをシフト位置に移動（同期噛合い）したりニュートラル状態に設定（シフト抜き）する。
【００１４】上記変速機のコントロール装置は、推力アクチュエータ１２を稼働して軸方向に作用荷重（ロッド１３の押出力と引入力）を発生させることにより、フォーク８と係合したスリーブを軸方向に移動させ、同期噛合いのコントロール操作を行う。同期噛合い動作が完了すると、ボール７が溝３あるいは溝５に吸込力で正確に係合（ボール５の球面が溝３、５の凹型球面に同心的に着座）することにより、フォークシャフト１が軸方向の位置を拘束されて、スリーブの位置がシフト位置に保持される。
【００１５】上記変速機のコントロール装置において、ニュートラル状態は、スリーブがどのシフト段のギヤも押付けていない位置に移動される状態をいう。すなわち、操作機構部のニュートラル状態の設定は、推力アクチュエータ１２のロッド１３のピストン部１４をシリンダ内の中間位置に流体圧で制御することにより、シフト抜きされたスリーブが左右のいずれのギヤにも押し付け力を付与しない状態の位置にフォークシャフト１を戻すものである。このとき、ボール７は中間の溝４に正確に係合する必要がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロック機構を採用した従来の変速機のコントロール装置に推力アクチュエータ１２でシフトを自動で行うと、ロック機構を無力化してしまうという問題があった。
【００１７】すなわち、スリーブによるニュートラル状態の成立位置範囲は非常に狭い。この狭い範囲でニュートラル状態を推力アクチュエータ１２の流体圧等の制御で成立させるためには、電気的な制御の正確さと推力アクチュエータ１２の機構精度の高さが要求され、コスト的に極めて困難がある。
【００１８】このため、推力アクチュエータ１２のニュートラル状態の位置と、ボール７が溝４に完全係合する位置との間にばらつきがあると、ボール７が溝４に完全係合する前後の位置で推力アクチュエータ１２の推力が停止される。この状態でロック機構は、ボール７を溝４に完全係合させるため、フォークシャフト１を溝４とボール７との完全係合位置に吸引する。しかし、推力アクチュエータ１２は、ピストン部１４およびロッド１３とシリンダ内壁面との間に摺動抵抗をもつ。ロック機構はこの摺動抵抗に逆らってボール７を溝４に吸引しなければならない。
【００１９】具体的に図２に示す摺動抵抗Ｆ２は、推力アクチュエータ１２を図面右側へ押出す際の摺動抵抗を示す。このとき、ボール７は溝３から溝４へ移動しようとして、図２のＦ１に示す方向の吸引力をフォークシャフト１に作用する。摺動抵抗Ｆ２は一般にロック機構の吸込力Ｆ１より大きいため、ロック機構がフォークシャフト１を吸込力Ｆ１でニュートラル位置に引こうとしても、引ききれず、ボール７が溝４に完全に係合しない状態でフォークシャフト１が停止してしまう。このようなシャフトフォーク１の位置では、スリーブが一方のギヤを押付けた状態である可能が高く、変速機の操作機構部に機械的損傷を与え耐久性を著しく劣化させるのである。
【００２０】本発明は、ニュートラル状態の設定時にロック機構の吸込力が推力アクチュエータの摺動抵抗の影響を受けないようにした変速機のコントロール装置及びコントロール方法を提供することを解決すべき課題とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本発明の発明者等は種々検討を重ね、操作機構部のスリーブをニュートラル位置に設定するとき、選択部材に推力アクチュエータの摺動抵抗が作用しないようにすることにより、問題を解決できることを確認した。
【００２２】すなわち、本発明の変速機のコントロール装置は、変速機のギヤ部に組込まれた変速用の操作機構部とそれぞれ係合したフォークをもつ複数のフォークシャフトと、該複数のフォークシャフトと選択的に係合する選択部材と、所定変速段を設定する該フォークシャフトを選択するように該選択部材をセレクト方向の選択移動位置に移動させるセレクトアクチュエータと、該選択部材と係合された該フォークシャフトに作用荷重を付与することにより該操作機構部をシフト作動させる推力アクチュエータと、該操作機構部のシフト動作範囲に対応したシフト位置およびニュートラル位置に該フォークシャフトの位置を規制するロック機構とを具備した変速機のコントロール装置において、該セレクトアクチュエータが、該選択部材が該複数のフォークシャフトのいずれとも係合しない非係合位置に該選択部材を移動するように構成されたことを特徴とする。
【００２３】
【作用】本発明の変速機のコントロール装置においては、あるシフト段にスリーブが入った状態で推力アクチュエータを作動してスリーブをニュートラル位置に設定した後、セレクトアクチュエータを作動して選択部材を該選択部材がいずれのフォークシャフトとも係合しない非係合位置に移動させることにより、どのフォークシャフトにも推力アクチュエータの摺動抵抗がかからなくすることができる。従って、フォークシャフトは、ロック機構によって位置出しされるニュートラル位置に規制され、操作機構部がギヤを押付けた状態でニュートラル状態に設定されることが回避される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の変速機のコントロール装置において、操作機構部は、ギヤ間の軸上に相対回転不能に装着され軸方向に移動してギヤと軸とが一体回転する状態に設定するスリーブと、該スリーブの軸方向の移動中にギヤの回転をスリーブの回転に近づけるシンクロナイザリング等から構成されるシンクロメッシュ機構を採用することができる。
【００２５】複数のフォークシャフトは、前記スリーブに係合したフォークを一端側にもち、他端側に選択部材と係合する被係合部をもつシャフト部材で構成することができる。
【００２６】セレクトアクチュエータは、ＥＣＵで制御可能な油圧シリンダ等の流体圧アクチュエータや電気モータ等で構成することができる。
【００２７】推力アクチュエータは、ＥＣＵで制御可能な油圧シリンダ等の流体圧アクチュエータが好ましい。
【００２８】ロック機構は、フォークシャフトと変速機ケースとの間に構成される例えばボールと、該ボールが選択的に係合するフォークシャフトに設けた三つの溝と、溝にボールを押付けるばね部材とで構成することができる。
【００２９】本発明の変速機のコントロール装置において、選択部材が複数のフォークシャフトのいずれとも係合しない非係合位置には、選択部材と係合するダミーの被係合部材を配設してもよい。この被係合部材を設けることでシフトの空振りを防止することができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の変速機のコントロール装置を更に具体的な実施例により説明する。
【００３１】第１実施例図１〜図４は本発明の第１実施例を説明する図であり、従来装置と共通の部材には同一の符号を付す。図１および図２に示すように、第１実施例の変速機のコントロール装置は、図示しないスリーブ（操作機構部）の移動方向（軸方向）と平行に並設された３本のフォークシャフト１（１ａ〜１ｃ）と、該フォークシャフト１に軸方向の作用荷重を付与してスリーブをシフト位置に移動させたり、ニュートラル状態の位置に戻したりする油圧シリンダで構成された推力アクチュエータ１２と、推力アクチュエータ１２がどのフォークシャフト１に作用荷重を付与するかを選択する油圧シリンダで構成されたセレクトアクチュエータ１５とを主要素として構成されている。
【００３２】上記コントロール装置には、シフト位置およびニュートラル状態の位置に移動したスリーブを、推力アクチュエータ１２から作用荷重を与えなくてもその位置に規制するロック機構が各フォークシャフト１と変速機ケース２（図２）との間に配設されている。ロック機構は、図２に示す従来と同様に、各フォークシャフト１の上半周面に刻設された三つの溝３〜５と、該溝３〜５に選択的に係合するボール７と、該ボール７と変速機ケース２との間に配設されボール７を溝３〜５に押付けるばね部材６とから構成されている。
【００３３】上記セレクトアクチュエータ１５と推力アクチュエータ１２は、図１に示すように、セレクトアクチュエータ１５の可動ロッド１０の先端に設けられた選択部材としてのレバー１１が、いずれかのフォークシャフト１に外装された被係合部としてのフォーク８のヘッド部９に係合した状態で推力アクチュエータ１２を作動させるものである。なお、図１はセレクトアクチュエータ１５と推力アクチュエータ１２との関係を展開的に示した説明図であり、図面上、セレクトアクチュエータ１５は推力アクチュエータ１２によって移動させられる。しかし、他の実施例として、フォークシャフト１を選択したレバー１１だけを推力アクチュエータ１２が駆動する構成とすることも可能である。
【００３４】本実施例が具体的に図６と異なる構成は、セレクトアクチュエータ１５のセレクト方向の移動範囲を広げ、図３に示すように、レバー１１をフォークシャフト１のヘッド部９が存在しない非係合位置Ｄまで引出すことができるようにしたものである。
【００３５】具体的にセレクトアクチュエータ１５は、テレスコピック型油圧シリンダを採用している。すなわち、セレクトアクチュエータ１５は、外筒１６及び内筒１７と、内筒１７の圧力室１８にピストン部分が収嵌された可動ロッド１０と、該可動ロッド１０と一体で外筒１６と内筒１７との間の圧力室１９内を移動する筒状ピストン部材２０とから構成されている。そして、内筒１７は、圧力室１８のキャップ側ｂに作動油を導くポート２１と、同圧力室１８のヘッド側ａへ作動油を導くポート２２とをもつとともに、内筒１７に筒状ピストン部材２０が嵌合して該筒状ピストン部材２０の移動を可能とする嵌合溝２３をもつ。また、外筒１６は、圧力室１９のギャップ側ｂに作動油を導くポート２４と、圧力室１９のヘッド側ａに作動油を導くポート２４とをもつ。なお、筒状ピストン部材２０と可動ロッド１０とは油圧により筒軸方向に相対摺動可能に構成されている。
【００３６】上記構成の変速機のコントロール装置は、フォークシャフト１ｃを選択する場合はセレクトアクチュエータ１５の筒状ピストン部材２０をキャップ側ｂに移動させ、かつ可動ロッド１０をキャップ側ｂに移動させる。これにより、可動ロッド１０上のレバー１１が図３に示すＣ位置に移動しヘッド部９と係合する。この状態で推力アクチュエータ１２を作動させることにより、スリーブをシフト位置に移動させ、同期噛合い動作を行わせる。
【００３７】フォークシャフト１ｂを選択する場合は、筒状ピストン部材２０を外筒１６のキャップ側ｂにしたまま可動ロッド１０を内筒１７の中間位置に移動させる（図１の状態）。これにより、レバー１１は図３のＢ位置に移動し、フォークシャフト１ｂのヘッド部９と係合する。フォークシャフト１ｃを選択する場合は、筒状ピストン部材２０をキャップ側ｂにしたまま可動ロッド１０を内筒１７のキャップ側ｂに移動させる。これにより、レバー１１は図３のＣ位置に移動し、フォークシャフト１ｃのヘッド部９と係合する。
【００３８】ところで、本実施例では、可動ロッド１０を内筒１７のキャップ側ｂに移動させた状態で筒状ピストン部材２０を外筒１６のヘッド側ａに移動すると、図３に示すように、レバー１１をフォークシャフト１のいずれのヘッド部９とも係合しない位置Ｄに移動させることができる。このようなレバー１１の位置Ｄでは、推力アクチュエータ１２を作用させても空振り状態となりる。
【００３９】そこで、本実施例は、推力アクチュエータ１２によりスリーブをニュートラル状態の位置に設定するときは、常に上記空振り状態の位置Ｄにレバー１１を移動することにより、推力アクチュエータ１２の摺動抵抗をいずれのフォークシャフト１にも作用させなくすることができる。これにより、図２に示すロック機構は、その吸引力を発揮させてボール７を溝４に完全係合させ、フォークシャフト１のニュートラル位置がロック機構によって位置出しされる。従って、スリーブは、ギヤを押し付けることなく、適正なニュートラル状態の位置に設定されることになる。
【００４０】なお、図３に示すように、レバー１１がいずれのヘッド部９とも係合しない状態で、推力アクチュエータ１２を作動させると空振する。この空振りにより他の部材への当接等の不都合がある場合は、図４に示すように、ダミーのヘッド部２６を例えば変速機ケースに設けてもよい。
【００４１】第２実施例図５に示す第２実施例は、推力アクチュエータ１２とセレクトアクチュエータ１５をコンパクトに一体化した具体例を示すものである。この第２実施例のセレクトアクチュエータ１５は、角度位置を段階的に設定可能な電気モータを用いている。この電気モータは推力アクチュエータ１２のロッド１３上に取付けられている。電気モータ１５の回転出力軸２７には、レバー１１に相当する突起２８が放射方向に突設されている。
【００４２】シフトフォーク１（１ａ〜１ｃ）は、回転出力軸２７の外周域に一端側を隣接させている。そして、シフトフォーク１の一端側には、それぞれ被係合部としてのヘッド部９に相当する溝２９が形成されている。また、この実施例では、ダミーのヘッド部２６に相当する部分部材２６′が、シフトフォーク１の一端側と整列して配設されている。部分部材２６′には、溝２９と同様の溝３０が形成されている。
【００４３】上記構成のコントロール装置では、セレクトアクチュエータ１５を構成する電気モータの角度設定により、フォークシャフト１を選択することができる。すなわち、フォークシャフト１ａを選択する場合は、セレクトアクチュエータ１５に対する同シャフト１ａの角度位置に合わせて回転出力軸２７を設定する。これにより、突起２８がフォークシャフト１ａの溝２９と係合する。そして、推力アクチュエータ１２を作動させれば、フォークシャフト１ａを軸方向に駆動しスリーブをシフト位置に移動させることができる。他のフォークシャフト１ｂ、１ｃの場合も同様である。また、スリーブをニュートラル状態の位置に設定する場合は、ダミーの部分部材２６′の角度位置にセレクトアクチュエータ１５の電気モータを制御する。これにより、突起２８が部分部材２６′の溝３０と係合するだけで、どのフォークシャフト１とも係合しない状態になる。従って、推力アクチュエータ１２によってニュートラル位置に戻されたシフトフォークシャフト１は、ロック機構の効力によって適正なニュートラル位置に吸引され、スリーブがギヤを押付けない状態にすることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、推力アクチュエータでスリーブを駆動する自動変速機において、推力アクチュエータによるスリーブのニュートラルの位置とフォークシャフトに設けられたロック機構によるニュートラル位置とのばらつきがあっても、ロック機構の吸引力を有効として常に適正なニュートラル状態を設定し、変速機機構の耐久性の向上に寄与する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９２０５８３１５
【氏名又は名称】アイシン・エーアイ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月１日（１９９９．９．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１７７６
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５６８９（Ｐ２００１−６５６８９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４６９７８ |
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